magnetismo cotidiano orÍgenes y aplicaciones
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Arnaldo Gonzaacutelez Arias
MAGNETISMO C O T I D I A N O
O R Iacute G E N E S Y APLICACIONES
CIENCIAS EXACTAS PARA EL SABER
Arnaldo Gonzaacutelez Arias
Versioacuten pdf
MAGNETISMO
COTIDIANO
O R Iacute G E N E S
Y APLICACIONES
ARNALDO GONZAacuteLEZ ARIAS (La Habana 1946) Doctor en Ciencias
Fiacutesicas y profesor de la Universidad de La Habana desde 1972 hasta
2012 cuando se jubiloacute En ese lapso fue profesor de diferentes facul-
tades tutor de diplomas y un doctorado e impartioacute conferencias de
temas de magnetismo y teacutecnicas termoanaliacuteticas en varios centros de
investigacioacuten y universidades nacionales y extranjeras Durante cinco
antildeos se desempentildeoacute como editor informaacutetico de la Revista Cubana de
Fiacutesica Ha obtenido tres premios o menciones en concursos naciona-
les de periodismo cientiacutefico y divulgacioacuten cientiacutefica publicando maacutes
de sesenta artiacuteculos en revistas cientiacuteficas arbitradas y un centenar de
artiacuteculos de divulgacioacuten cientiacutefica en medios de prensa nacionales y
extranjeros Tiene a su haber los tiacutetulos siguientes Errores y medi-
ciones (Ed Ciencia y Teacutecnica La Habana 1984) Anaacutelisis Teacutermico
Diferencial y otras Teacutecnicas Termoanaliacuteticas (E Ciencia y Teacutecnica
La Habana 1986) Teacutecnicas Experimentales del Magnetismo (coautor
Ed Mined 1986) iquestQueacute es el magnetismo (Ediciones Universidad de
Salamanca Espantildea 2001) Fiacutesica para geografiacutea (soporte magneacutetico
Facultad de formacioacuten de profesores para la ensentildeanza media supe-
rior La Habana 2003) Introduccioacuten a las Teacutecnicas Termoanaliacuteticas
(coautor Ediciones Universidad de Valladolid 2014) y Un Paseo por
la Ciencia y la Tecnologiacutea (Ed Cientiacutefico Teacutecnica La Habana 2016)
Arnaldo Gonzaacutelez Arias
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA LA HABANA 2018
MAGNETISMO C O T I D I A N O
O R Iacute G E N E S Y APLICACIONES
Edicioacuten y correccioacuten Sergio Bello Canto
Disentildeo de cubierta Carlos Javier Soliacutes Meacutendez
Disentildeo interior Maikel Martiacutenez Pupo
Realizacioacuten de ilustraciones Yuleidis Fernaacutendez Lago
Composicioacuten digitalizada Madeline Martiacute del Sol
copy Arnaldo Gonzaacutelez Arias 2018
copy Sobre la presente edicioacuten
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica 2018
ISBN 978-959-05-1104-2
INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica
Calle 14 no 4104 e41 y 43 Playa La Habana Cuba
editorialmilcubartecubcu
ediciones caribe
UEB Graacutefica Haydeeacute Santamariacutea
3000 ejemplares
Febrero - 2019
Agradecimientos
El autor desea expresar su reconocimiento a los siguientes profeso-
res que amablemente consintieron en revisar y criticar el manuscri-
to original contribuyendo en gran medida a enriquecer su conteni-
do
Joseacute A Fernaacutendez Sacasas MsC Especialista de II grado de Me-
dicina Interna Profesor Titular y Profesor Consultante de la Uni-
versidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Alberto Juan Dorta Contreras Dr en Ciencias Profesor e Investi-
gador Titular Laboratorio Central de Liacutequido Cefalorraquiacutedeo
(LABCEL) Universidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Manuel de Jesuacutes Antoacuten Lolo Fiacutesico Investigador y Profesor Con-
sultante del Instituto de Ciencias Baacutesicas y Precliacutenicas ldquoVictoria de
Giroacutenrdquo Universidad Meacutedica de La Habana
Joseacute Ignacio Iacutentildeiguez de la Torre y Bayo MS y PhD Catedraacutetico de
Electromagnetismo de la Universidad de Salamanca Director del
Programa de Becas Predoctorales de Formacioacuten de Personal Inves-
tigador (FPI) del Ministerio de Ciencia y Tecnologiacutea Presidente
del Comiteacute de Expertos Externos del Programa de Evaluacioacuten de
Calidad en las universidades de Cantabria Sevilla y Caacutediz
Un agradecimiento especial a la Dra Nuvia Peacuterez Cruz especialis-
ta de 2do grado en Farmacologiacutea Cliacutenica de la Universidad Meacutedica
de La Habana Facultad Dr Salvador Allende por su inesperada ndash
aunque no menos valiosandash contribucioacuten
V
IacuteNDICE
Agradecimientos V
Introduccioacuten 1
Ciencia y falsa ciencia 3
Leyes y teoriacuteas 4
Algo para recordar 7
Capiacutetulo 1 Magnetismo lsquomisteriosorsquo 7
Engantildeo de las pulseras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Asesino invisible
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento
Magnetosfera y el viento solar
Magnetismo planetario y solar
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Capiacutetulo 2 Campo magneacutetico 33
Magnetismo microscoacutepico
Diamagnetismo
Paramagnetismo
Magnetismo macroscoacutepico
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Ferromagnetismo
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Temperatura de Curie
Magnetismo en los organismos vivos
Otros ejemplos
Magnetizacioacuten teacutecnica
Grabacioacuten magneacutetica
Apeacutendice
Capiacutetulo 3 Corriente eleacutectrica 59
Carga eleacutectrica
Campo eleacutectrico
Conductor y dieleacutectrico
Interaccioacuten con un campo externo
Sustancias polares y no polares
Liacutequido y gas polares
Solvatacioacuten
Soacutelido polar
Sustancias no polares
Corriente continua y fuerza electromotriz
Pila y bateriacutea
Generador electrostaacutetico
Celda solar
Termoelectricidad
Piezoelectricidad
Circuitos de corriente continua
Superconductividad
Corriente alterna
Capiacutetulo 4 Interacciones electromagneacuteticas y ondas de radio 79
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Dinamo
Transformador e inductor
Radiacioacuten electromagneacutetica
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
Espectro electromagneacutetico
Transmisioacuten de sentildeales
Transmisioacuten de potencia Hornos de microondas
Cocinas de induccioacuten
Estimacioacuten de distancias radar
Deteccioacuten de metales
Radar de penetracioacuten terrestre
Capiacutetulo 5 Radiacioacuten de maacutes alta frecuencia 104
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Radiacioacuten y organismos vivos
Radiacioacuten infrarroja y visible
Fotosiacutentesis
Laacuteser
Radiacioacuten ultravioleta
Rayos X
VIII
Rayos X en la medicina
Radiografiacutea computarizada (RC)
Radiografiacutea digital (RD)
Rayos gamma
Capiacutetulo 6 Otras aplicaciones del magnetismo 124
Diagnoacutestico meacutedico
Magnetoencefalograma
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica
Levitacioacuten magneacutetica
Tratamiento magneacutetico del agua
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
Acelerador de partiacuteculas
Cuando el magnetismo es indeseable
Mina magneacutetica
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Conflictos beacutelicos
Anomaliacuteas magneacuteticas
Capiacutetulo 7 Terapias magneacuteticas reales e ilusorias 150
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
Campos magneacuteticos estaacuteticos magnetoterapia
Franz Anton Mesmer
Tractores de Perkins
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos
El campo magnetostaacutetico es conservativo
Campos electromagneacuteticos
Microondas (300 MHz-3GHz)
Radiacioacuten de baja frecuencia
Breve historia de las terapias electromagneacuteticas
Reportes negativos
Nanomagnetismo y medicina
Separacioacuten magneacutetica
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
iquestTratamientos magneacuteticos contra el dolor
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial
En la comunidad
En la vivienda
Puesto de trabajo
Efecto bioloacutegico
Investigacioacuten cliacutenica
IX
Teleacutefono celular y caacutencer
Normas de seguridad
Capiacutetulo 8 Placebos y pseudociencia 180
Efecto placebo
Cienciahellip y lo que no lo es
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
iquestQueacute es la pseudociencia
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Bibliografiacutea 199
X
INTRODUCCIOacuteN
Hace 15 antildeos presentamos en Salamanca un pequentildeo libro de divulga-
cioacuten cientiacutefica titulado Queacute es el magnetismo que vio la luz gracias al
apoyo en la revisioacuten de las pruebas de impresioacuten de los profesores
Ana Garciacutea Flores y Joseacute Ignacio Intildeiguez de la Torre y Bayo del de-
partamento de Fiacutesica Aplicada de esa universidad espantildeola De allaacute
hasta acaacute han surgido muchas novedades en el campo del magnetismo
En esta nueva edicioacuten aparte de que se subsanan algunas omisiones
se presenta un enfoque diferente y un contenido mucho maacutes actualiza-
do aunque respetando en todo momento el perfil de libro de divulga-
cioacuten
iquestHacia doacutende apunta el norte de la bruacutejula al norte o al sur
iquestQueacute hay de comuacuten entre un radar un horno de microondas y un
teleacutefono celular
iquestCoacutemo funciona una cocina de induccioacuten
iquestExisten verdaderamente las tormentas magneacuteticas iquestY el viento
solar
iquestDe queacute se compone la luz iquestY las ondas de radio
iquestCoacutemo se mide el campo magneacutetico del sol y los planetas
iquestEl agua se magnetiza iquestY los combustibles
iquestPara queacute sirve la Tomografiacutea de Emisioacuten de Positrones
iquestCoacutemo funcionan los trenes magneacuteticos
iquestSe puede aliviar el dolor utilizando un imaacuten
iquestDantildea la salud vivir cerca de una liacutenea de alta tensioacuten
iquestEs posible medir los biocampos generados por las personas
iquestSe orientan los animales mediante el campo magneacutetico terrestre
iquestQueacute es la pseudociencia magneacutetica
1
El libro pretende dar respuesta a estas y muchas otras preguntas
todas relacionadas de una u otra manera con el magnetismo o el elec-
tromagnetismo
Nuestro trabajo durante muchos antildeos en la Universidad de La Ha-
bana como profesor e investigador en el campo de los materiales
magneacuteticos nos permitioacute constatar que desde siempre ha existido un
gran intereacutes hacia fenoacutemenos magneacuteticos que pudieacuteramos llamar lsquono
convencionalesrsquo Este intereacutes auacuten se mantiene y se extiende desde la
buacutesqueda de posibles aplicaciones en la industria hasta el ensayo de
diversas terapias electromagneacuteticas No obstante tambieacuten hemos
comprobado que no siempre se dispone de la informacioacuten adecuada
sobre estos temas y que cuando de magnetismo o electromagnetismo
se habla a menudo afloran serias confusiones en cuanto a separar lo
real de lo ficticio
A veces se trata de copiar lo que no se comprende bien sin llevar a
cabo investigaciones o ensayos previos que permitan conocer la efec-
tividad real del dispositivo propuesto los paraacutemetros que se deben
controlar o el reacutegimen de operacioacuten recomendable Lo anterior se
agrava por el hecho de que es faacutecil encontrar materiales impresos en
revistas y perioacutedicos o en la World Wide Web cuya objetividad cien-
tiacutefica deja mucho que desear Puede que estas informaciones sean
divulgadas tanto por personas quizaacutes ingenuas entusiastas de los tra-
tamientos magneacuteticos (pero tan ignorantes en la materia que confun-
den faacutecilmente propiedades magneacuteticas con propiedades eleacutectricas)
como por fabricantes y comerciantes inescrupulosos maacutes interesados
en vender su producto que en presentar al posible comprador una in-
formacioacuten veraz Algunos de estos reclamos han resultado ser timos
comprobados sancionados por los tribunales
Estas son las razones fundamentales por las que decidimos recopi-
lar una informacioacuten miacutenima sobre las particularidades esenciales de
los campos magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos asiacute como algunas de
sus aplicaciones presentes y futuras maacutes importantes Pensamos que el
lector sin formacioacuten cientiacutefica pero interesado en estos temas podraacute
asiacute valorar con mayor efectividad cualquier proposicioacuten magneacutetica
que se le presente De aquiacute que se ha tratado de utilizar un lenguaje
simple y dentro de lo posible sin tecnicismos y con la cantidad miacute-
nima de foacutermulas y ecuaciones pero a la vez en todo momento se ha
mantenido la rigurosidad cientiacutefica del contenido
Ciencia y falsa ciencia
El libro tambieacuten tiene la pretensioacuten de ayudar al lector a distinguir
entre lo que es ciencia y lo que no lo es tanto dentro de los temas
magneacuteticos como fuera de ellos
En las uacuteltimas deacutecadas se ha generalizado el uso del teacutermino pseu-
dociencia para designar un conjunto de teoriacuteas leyes descripciones y
procedimientos que pretenden ser cientiacuteficos pero que en realidad no
lo son Seguacuten Carl Sagan (1934-1996) astroacutenomo y divulgador cien-
tiacutefico ldquohellipcada campo de la ciencia tiene su propio complemento de
pseudociencia Los geofiacutesicos tienen que enfrentarse a Tierras planas
Tierras huecas Tierras con ejes que se balancean desordenadamente
continentes en raacutepido ascenso y hundimiento y profetas del terremoto
Los botaacutenicos tienen plantas cuyas apasionantes vidas emocionales se
pueden seguir con detectores de mentiras los antropoacutelogos tienen
hombres-mono supervivientes los zooacutelogos dinosaurios vivos y los
bioacutelogos evolutivos tienen a los literalistas biacuteblicos pisaacutendoles los
talones Los arqueoacutelogos tienen antiguos astronautas runas falsifica-
das y estatuas espurias Los fiacutesicos tienen maacutequinas de movimiento
perpetuo un ejeacutercito de aficionados a refutar la relatividad y quizaacute la
fusioacuten friacutea Los quiacutemicos todaviacutea tienen la alquimia Los psicoacutelogos
tienen mucho de psicoanaacutelisis y casi toda la parapsicologiacutea Los eco-
nomistas tienen las previsiones econoacutemicas a largo plazo Los meteo-
roacutelogos hasta ahora tienen previsiones del tiempo de largo alcancehellip
La astronomiacutea tiene como pseudociencia equivalente principal la as-
trologiacutea disciplina de la que surgioacute A veces las pseudociencias se
entrecruzan y aumenta la confusioacuten como en las buacutesquedas telepaacuteti-
cas de tesoros enterrados en la Atlaacutentida o en las previsiones econoacute-
micas astroloacutegicasrdquo (Sagan 2000)
Se podriacutea pensar que una educacioacuten teacutecnica o universitaria es una
salvaguarda contra la pseudociencia nada maacutes lejos de la realidad La
esencia del problema no estaacute en la cantidad de conocimientos que
alguien pueda acumular sino en la forma que se incorporan se anali-
zan y se usan estos conocimientos El desconocimiento sobre ciencias
que no son afines a la especialidad de la persona en cuestioacuten tambieacuten
puede favorecer la confusioacuten Cuando se desconoce la esencia del
meacutetodo cientiacutefico (que se expone en el capiacutetulo 8) resulta muy difiacutecil
por no decir imposible separar la ciencia de la pseudociencia
La ciencia y la pseudociencia se caracterizan respectivamente por
el escepticismo y la credulidad Mientras no encuentre una explica-
cioacuten satisfactoria a la manifestacioacuten de un proceso o evento determi-
nado con resultados verificables en cualquier momento y lugar la
ciencia no estaraacute satisfecha
La pseudociencia estaacute saturada de credulidad No exige demostra-
ciones y se contenta con conceptos y explicaciones vagas Presenta
sus resultados terminados de una vez y para siempre y de una forma
que no admite verificacioacuten
Cuando la pseudociencia tiene que ver con la medicina puede lle-
gar a ser peligrosa a veces por promover falsos diagnoacutesticos otras por
aplicar remedios no adecuados El posible dantildeo al paciente casi siem-
pre no proviene de la aplicacioacuten del tratamiento pseudocientiacutefico
(aunque en ocasiones el tratamiento en siacute pudiera ser perjudicial) sino
porque su aplicacioacuten impide que el paciente se someta al tratamiento
meacutedico convencional que eventualmente mejorariacutea su salud Con re-
gularidad aparecen en la prensa internacional casos que ilustran lo
anterior que a veces incluso llegan a los tribunales al aplicarse a las
personas terapias y medicamentos que no han sido validados por los
correspondientes ensayos cliacutenicos
Leyes y teoriacuteas Durante la revisioacuten del original un colega me llamoacute la atencioacuten que
en las Ciencias Sociales muchas veces se antepone la ley a la teoriacutea (y
en este libro se ha considerado lo contrario) Bajo ese punto de vista
se considera que la teoriacutea resume un conjunto de leyes y resulta ser
algo maacutes bien acabado terminado Aquiacute se considera una acepcioacuten
diferente comuacuten en las ciencias naturales que a nuestro entender no
entra necesariamente en contradiccioacuten con el punto de vista anterior
pues maacutes bien representa un nivel diferente de gradacioacuten Existen
teoriacuteashellip y teoriacuteas Y tambieacuten algo de tergiversacioacuten semaacutentica cuan-
do se les llama teoriacuteas a lo que no son maacutes que hipoacutetesis ie suposi-
ciones no contrastadas con la realidad
En las ciencias fiacutesicas y otras ciencias naturales muchas veces la
teoriacutea no se refiere a algo terminado sino al nivel primario de investi-
gacioacuten Es un meacutetodo de trabajo una herramienta que complementa al
experimento Es la forma en que se logra explicar cualitativa y cuanti-
tativamente un resultado experimental lo que permite disentildear nuevos
experimentos y predecir de antemano lo que posiblemente ocurriraacute Si
la prediccioacuten es correcta el conocimiento se ampliacutea y la teoriacutea se re-
fuerza Sirva de ejemplo la infinidad de artiacuteculos teoacutericos que se pu-
blican diacutea tras diacutea en las revistas cientiacuteficas especializadas donde no
se reportan resultados experimentales sino solo su posible interpreta-
cioacuten teoacuterica proponiendo relaciones o leyes particulares para esclare-
cer el por queacute el resultado de un determinado experimento
Usualmente las teoriacuteas cambian y se mejoran continuamente acer-
caacutendose soacutelo paso a paso a la realidad Cuando se alcanza una armoniacutea
total entre la teoriacutea y la praacutectica se llega a la ley como resumen final
de esa continua interaccioacuten Cuando eso ocurre las teoriacuteas pierden lo
que les quedaba de hipoacutetesis para convertirse en certezas porque ya
no se basan en la suposicioacuten o especulacioacuten sino en la praacutectica en la
interaccioacuten con la realidad en deducciones e inducciones rigurosas y
en una amplia evidencia experimental Y desde luego muchas hipoacute-
tesis se desechan cuando se comprueba que son ajenas a la realidad
que pretenden describir
Y coincidiendo con la interpretacioacuten mencionada maacutes arriba lo
que una vez fue teoriacutea y pasoacute a ser ley puede sin dudas llegar a for-
mar parte de una teoriacutea maacutes general que incluya varias leyes sin que
haya contradiccioacuten alguna pues en el universo cientiacutefico todo es per-
fectible
iquestY las respuestas a las preguntas que aparecen al inicio de esta in-
troduccioacuten Esperamos que el lector las encuentre en las paacuteginas si-
guientes
5
CAPIacuteTULO 1
MAGNETISMO lsquoMISTERIOSOrsquo
El progreso lejos de consistir en el cambio descansa en la retentiva
Cuando el cambio es absoluto no queda ente alguno al que mejorar y no
se establece direccioacuten para una posible mejora y cuando la experiencia
no se conserva como entre los salvajes la infancia es perpetua
Quienes no pueden recordar el pasado estaacuten condenados a repetirlo
En la primera etapa de la vida la mente es friacutevola y se distrae con facili-
dad no consigue el progreso por falta de constancia y consecuencia Asiacute
son los nintildeos y los baacuterbaros su instinto no ha aprendido nada de la expe-
rienciarsquo
JORGE AGUSTIacuteN NICOLAacuteS RUIZ DE SANTAYANA Y BORRAacuteS (1863-1952)
Poeta y filoacutesofo espantildeol-norteamericano
Algo para recordar
En alguna ocasioacuten a todos nos ha llamado la atencioacuten la propiedad que
poseen los imanes de interactuar a distancia de repelerse o atraerse
entre siacute o de atraer objetos que no son imanes como clavos o hebillas
sin tocarlos directamente Auacuten maacutes en determinada posicioacuten los ima-
nes son reacios a unirse en otra no quieren separarse
Esta misteriosa accioacuten a distancia sin contacto directo que tanto
atrae como repele resulta auacuten maacutes equiacutevoca por cuanto algunos obje-
tos son atraiacutedos por el imaacuten y otros muy parecidos no Cuando un
imaacuten atrae un objeto se puede interponer una laacutemina de cartoacuten o ma-
dera entre el imaacuten y el objeto iexcly lo seguiraacute atrayendo Y para acrecen-
tar auacuten maacutes el misterio cuando algunos objetos se frotan repetidamen-
te con un imaacutenhellip iexcltambieacuten se vuelven magneacuteticos Como si alguna
especie de espiacuteritu o presencia inmaterial contenida en el imaacuten fuera
capaz de transferirse al otro objeto Por cierto si alguna vez necesita
insertar un tornillo en una posicioacuten incoacutemoda pruebe a frotar suave-
mente el destornillador con un imaacuten desde el mango hacia la punta -o
al reveacutes- pero siempre en el mismo sentido Una vez hecho esto si el
tornillo tiene hierro en su composicioacuten quedaraacute adherido a su extre-
mo facilitando la insercioacuten en el sitio deseado
No es posible hacer un compendio de los fenoacutemenos magneacuteticos
maacutes habituales sin mencionar las supuestamente maacutegicas propiedades
de los imanes Han sido invocadas por iluminados falsos expertos y
curanderos de todo tipo para intentar curar o sanar a la gente mediante
pases o influencias magneacuteticas atribuyendo al magnetismo propieda-
des que de ninguna manera posee Tal comportamiento ante lo desco-
nocido parece ser innato a la naturaleza humana Hace 2 500 antildeos
Cleoacutebulo de Lindos uno de los siete sabios de la Antigua Grecia
afirmaba ldquohellipnada hay tan comuacuten en el mundo como la ignorancia y
los charlatanesrdquo
Tales praacutecticas quizaacutes pudieran tener alguna excusa en eacutepocas re-
motas cuando no se teniacutea la menor idea del origen de las propiedades
magneacuteticas Actualmente no tienen otra explicacioacuten que la irresponsa-
bilidad de quienes intentan aplicarlas sin informarse previamente
negando el pasado y el avance de los conocimientos cientiacuteficos por
todos los medios a su alcance
Ejemplos concretos abundan en la historia Cada vez que aparece
una teacutecnica novedosa y poco conocida o un nuevo fenoacutemeno fiacutesico
quiacutemico o bioloacutegico es casi una regla que al poco tiempo aparezcan
terapeutas que afirman poder curar una u otra dolencia aplicando la
nueva teacutecnica Pero las afirmaciones nunca van acompantildeadas por los
correspondientes estudios o ensayos cliacutenicos que corroboren la efecti-
vidad de la propuesta simplemente se enuncia una suposicioacuten como si
fuera una realidad lo que muchas veces resulta suficiente para que los
incautos caigan en las redes del iluminado de turno
Los ejemplos incluyen los intentos de aplicar imanes para curar di-
versas dolencias desde los tiempos antiguos o la de utilizar la recieacuten
surgida electricidad a principios del siglo pasado con los mismos fi-
nes Ejemplos maacutes recientes incluyen el novedoso neutrino (no tan
novedoso como poco conocido) para intentar justificar las absurdas
curaciones a distancia o las fotos Kirlian para probar la existencia de
la tergiversada bioenergiacutea supuestamente asociada solo a lo vivo y
capaz de regular los estados de salud o de aacutenimo de las personas
Se intenta asiacute explicar lo ilusorio con algo falseado que no es del
dominio puacuteblico o que auacuten no se conoce bien sin aportar evidencias
concretas de lo que se afirma Paradigma de lo absurdo aunque por
increiacuteble que parezca muchas veces funciona en determinados ciacutercu-
los incluso autodenominados cientiacuteficos sin serlo
Engantildeo de las pulseras En febrero de 2010 se publicoacute en el Diario Sur un informe sobre la
venta en Espantildea de las pulseras holograacuteficas lsquoPower Balancersquo
(httpwwwdiariosures20100210mas-actualidadsociedadnegocio-
redondo-201002100844html) (Figura 11)
Figura 11 Pulsera Power Balance y ampliacioacuten
del holograma (Tomado de
httpwwwdiariosures)
Seguacuten el artiacuteculo ldquohelliplas pulseras se agotan nada maacutes llegar a las
tiendas y el nuacutemero de reservas excede con creces las unidades que
salen al mercado Aunque la importadora es reacia a facilitar datos
sobre sus ventas en Espantildea un cruce de cifras permite aventurar que
estariacutean en torno a las 100 000 unidades diarias Un negocio redondo
si se tiene en cuenta que cada brazalete vale 35 eurosrdquo Es decir una
sola pulsera cuesta maacutes que el ingreso mensual promedio de cualquier
necesitado en un paiacutes pobre El precio de costo de los materiales con
que se confecciona la pulsera es de 1 euro aproximadamente
El negocio era tan fructiacutefero que enseguida surgieron muchos
competidores para tratar de coger su parte del pastel Las marcas de
pulseras se multiplicaron EFX Equilibrium Ion Balance Powerplus
Power equilibrium Trion-Z Energy balance Harmony zen 9
iquestY cuaacutel es el supuesto beneficio que brindan estas pulseras
Josh Rodarmel de Orange County California quien junto a su
hermano Troy las introdujo en el mercado en 2007 habiacutea declarado
con anterioridad haber implantado en hologramas frecuencias que
reaccionan positivamente al campo magneacutetico del cuerpo afirmando
que todo tiene una frecuencia al igual que los moacuteviles el wifi las
ondas de radio y cosas por el estilo y que todas reaccionan entre siacute
Seguacuten Rodarmel hay frecuencias que reaccionan negativamente con
el cuerpo pero otras lo hacen positivamente eacutel y su hermano habiacutean
descubierto coacutemo meterlas en un holograma que en contacto con el
cuerpo proporciona equilibrio fuerza y flexibilidad
En realidad la tal pulsera no es maacutes que un aro de goma que incor-
pora dos hologramas como los que pueden aparecer en cualquier tarje-
ta de creacutedito o en algunos sellos El modelo que maacutes eacutexito tiene estaacute
hecho con silicona aunque tambieacuten hay otro de neopreno Antildeade la
publicidad que Power Balance no contiene ninguna fuente de energiacutea
por siacute sola sino que son ldquolas energiacuteas bio-eleacutectricas de cada uno las
que cargan el holograma quantum sintonizando con el biocampo y
armonizando con tu chi interiorrdquo
En otro sitio se expresa que Power Balance es una frecuencia en siacute
almacenada en un medio (el holograma) que restaura el equilibrio
electromagneacutetico del cuerpo aislando a cada ceacutelula viva de los factores
externos que le impiden funcionar al 100 de sus capacidades
Lo anterior no es maacutes que palabreriacutea sin sentido donde se combi-
nan palabras de significado real como frecuencia sintoniacutea y hologra-
ma con otras inventadas de contenido semirreligioso o esoteacuterico como
chi o tergiversadas o ficticias como biocampo Obviamente se sigue
un patroacuten similar al de otros timos del mismo corte se tergiversan
palabras conocidas por el gran puacuteblico cuyo verdadero significado es
manejado solo por los especialistas
Todos saben lo que es sintonizar la radio pero solo los entendidos
saben que al sintonizar se estaacute haciendo resonar un circuito del equipo
con una sentildeal electromagneacutetica especiacutefica de las muchas que llegan
provenientes de diferentes emisoras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Una frecuencia es el nuacutemero de veces que cualquier fenoacutemeno se
repite por segundo u otra unidad de tiempo (rotaciones oscilaciones
latidos etc) Es un nuacutemero que representa un concepto no un objeto
tangible Cuando los promotores hablan de almacenar frecuencias
estaacuten hablando de almacenar un concepto abstracto no de almacenar
un objeto A pesar de tener un valor numeacuterico una frecuencia no se
puede almacenar como tampoco se puede almacenar el tiempo para
despueacutes gastarlo cuando sea conveniente es un engantildeo total Sin con-
tar el hecho de que los hologramas no se cargan como si fueran pilas
reversibles
El Instituto Nacional del Consumo de Espantildea adscrito al Ministe-
rio de Sanidad respondioacute satisfactoriamente ante las alertas de los
periodistas y asociaciones de consumidores enviando el 28 de mayo
de 2010 una circular a las comunidades alertando sobre un posible
fraude con las pulseras ldquoLas pretendidas propiedades terapeacuteuticas o
potenciadoras que los fabricantes y comercializadores atribuyen a
determinadas pulseras incumplen lo establecido en la normativa que
regula la publicidad y promocioacuten comercial de los productos El Real
Decreto 190796 prohiacutebe cualquier clase de publicidad o promocioacuten
directa o indirecta masiva o individualizada de productos materiales
sustancias energiacuteas o meacutetodos con pretendida finalidad sanitaria
cuando sugieran o indiquen que su uso o consumo potencian el rendi-
miento fiacutesico psiacutequico deportivo o sexualrdquo Finalmente el 18 de
octubre de 2010 la Junta de Andaluciacutea impuso una multa de 15 000
euros calificada de irrisoria por algunos a la Power Balance en Espa-
ntildea por lsquofalta grave de publicidad engantildeosarsquo sancioacuten tipificada en el
art 35 b 1ordm de la Ley General de Sanidad
En enero de 2011 un grupo de consumidores norteamericanos dis-
gustados con la obvia estafa a que habiacutean sido expuestos presentaron
una demanda en los tribunales contra los hermanos Rodarmel Eacutestos
se vieron forzados a hacer una declaracioacuten afirmando que no existiacutea
evidencia cientiacutefica para sus afirmaciones y llegar a un acuerdo con
los demandantes por el monto de 57 millones de doacutelares
La realidad es que estos emprendedores fabricantes-timadores no
hicieron maacutes que modernizar con hologramas la vieja supercheriacutea de
la magnetoterapia y los ilusoriamente beneacuteficos campos magneacuteticos y
electromagneacuteticos Ya en 2006 un juez de Estados Unidos habiacutea con-
denado al distribuidor de una pulsera magneacutetica similar a rembolsar a
100 000 compradores el dinero gastado a causa de la publicidad enga-
ntildeosa Entre otros beneficios las pulseras presumiacutean de controlar la 11
hipertensioacuten El precio de cada una podiacutea llegar a los 250 euros Entre
2000 y 2003 los vendedores lograron recaudar unos 18 millones de
euros
Durante la vista puacuteblica el juez Morton Denlow citoacute un estudio de
la Cliacutenica Mayo que atribuiacutea la eficacia referida por algunos usuarios
al efecto placebo (fenoacutemeno de sugestioacuten bien conocido que hace que
los siacutentomas declarados por el enfermo puedan mejorar con un falso
tratamiento) El magistrado argumentoacute que las supuestas propiedades
de la pulsera un aro de metal terminado en dos pequentildeas esferas eran
ldquohellip maacutes ficcioacuten que cienciardquo (Figura12)
Figura 12 Pulsera magneacutetica Tomado de
wwwelmundoes suplemento 1692006 nuacutemero 676
La versioacuten opuesta del efecto placebo el nocebo tambieacuten existe
Consiste en el empeoramiento de los siacutentomas o signos de una enfer-
medad por la expectativa del paciente de sentir efectos dantildeinos 12
dolorosos o desagradables ante una falsa medida terapeacuteutica El tema
se trata con mayor detalle en el capiacutetulo 8
Vale la pena hacer notar que los timadores cuestan muy caro Fue
necesario un proceso judicial que duroacute tres antildeos sumado a una inves-
tigacioacuten de la Cliacutenica Mayo para poder desinflar el enorme globo
generado por la pequentildea empresa espantildeola Bio-Ray con sus pulseras
magneacuteticas Y a pesar de todo es muy posible que a la larga los em-
presarios hayan sacado en la jugada ganancias de unos cuantos cientos
de miles (o millones) de euros
En el uacuteltimo capiacutetulo se muestran otros ejemplos del uso desatina-
do de los imanes y la radiacioacuten electromagneacutetica Es de notar que en
algunos ciacuterculos se ha extendido confusa e incorrectamente el teacutermino
magnetoterapia para designar lo que debiera llamarse electromagneto-
terapia pues se aplica radiacioacuten electromagneacutetica y no campos mag-
neacuteticos estaacuteticos
En la radiacioacuten electromagneacutetica estaacuten presentes de forma insepa-
rable ambos tipos de campo el eleacutectrico y el magneacutetico interaccio-
nando continuamente entre siacute De aquiacute que la ilusoria magnetoterapia
se refiera (o debiera referirse) uacutenica y exclusivamente al uso de cam-
pos magneacuteticos estaacuteticos como el de los imanes permanentes sin
componente de campo eleacutectrico Los modernos magnetoterapeutas ni
siquiera estaacuten al tanto de esta realidad elemental y aplican el teacutermino
magnetoterapia indistinta y confusamente a uno u otro caso
Asesino invisible El caso de las pulseras magneacuteticas puede haber dantildeado el bolsillo de
muchos aunque se reconoce que difiacutecilmente pueda haber dantildeado su
salud puesto que no causan efecto alguno a no ser que actuacuteen por
sugestioacuten como placebo El efecto placebo puede sedar pero no cura
por lo que el posible dantildeo causado de forma indirecta siempre estaraacute
presente ya que el paciente puede dejar de utilizar los medicamentos
adecuados confiando en la eficiencia del falso remedio Es este quizaacutes
el mayor peligro que ofrecen en el presente las terapias magneacuteticas
espurias desviar la atencioacuten del paciente de la medicacioacuten adecuada
(que a la larga pudiera ser fatal en algunos casos)
13
No estamos exagerando ya ha ocurrido en el pasado que la aplica-
cioacuten innovadora e indiscriminada de nuevos descubrimientos ha traiacutedo
por consecuencia graves dantildeos a las personas e incluso la muerte Un
ejemplo muy instructivo aunque no el terreno de los imanes sino en el
de la radiacioacuten electromagneacutetica es el de la aplicacioacuten incontrolada de
los rayos X en sus comienzos
Al poco tiempo de aparecer los primeros equipos para hacer radio-
grafiacuteas surgieron en Estados Unidos salones de belleza que usaban los
rayos X para depilar los vellos en diversas partes del cuerpo princi-
palmente de mujeres joacutevenes El tratamiento era promocionado entre
otros por el meacutedico Albert C Geyser quien se presentaba con los
siguientes atributos seguacuten el original en idioma ingleacutes ldquoMedical Di-
rector of the Tricho System Formerly Professor of Physiological
Therapy and Chief of Clinic at Fordham University Lecturer and
Chief of Electro and Roentgenray Clinic at Cornell College Lecturer
and Chief of the Electro and Radio Therapy Clinic at the New York
Polyclinic etcrdquo En fin como para creer a pie juntillas todo lo que eacutel
afirmara
En 1925 existiacutean en Estados Unidos alrededor de 75 maacutequinas Tri-
cho disentildeadas para eliminar los molestos e indeseables vellos en las
mejillas y el labio superior de sentildeoras y sentildeoritas (y quizaacutes de alguacuten
que otro insatisfecho caballero figura 13) Sin embargo al cabo de
unos pocos antildeos se comproboacute que una gran dosis uacutenica de radiacioacuten o
muchas dosis pequentildeas repetidas en largos periacuteodos podiacutean dantildear
seriamente los tejidos sin que el dantildeo se notara de inmediato causan-
do lesiones que saliacutean a la luz meses o antildeos despueacutes Las lesiones se
manifestaban como cambios en la pigmentacioacuten queratosis uacutelceras y
la aparicioacuten de carcinomas que conduciacutean a la muerte
En 1930 el doctor Henry H Hazen publicoacute un artiacuteculo titulado
ldquoDantildeos como Resultado de la Irradiacioacuten en los Salones de Bellezardquo
(American Journal of Roentgenology and Radium Therapy Vol23
No4 409-412 1930) donde aparece escrito lo siguiente ldquoHace alre-
dedor de 5 antildeos cierto nuacutemero de salones de belleza en varias ciuda-
des instalaron maacutequinas Roentgen con el propoacutesito de tratar el vello
superficialhellip (tambieacuten) se aplicaron tratamientos para otras condicio-
neshellip En mi lista hay una paciente que alegaba haber sido tratada por
acneacute y otra por pecasrdquo 14
Figura13 ldquoEl sistema Tricho para eliminar el vello
facial mediante los rayos-X Paciente recibiendo tra-
tamiento en la mejilla Ni dolor ni sensacioacuten de al-
guacuten tipo El meacutetodo infalible usado exitosamente
por 16 antildeos por el Dr Albert C Geyser finado pro-
fesor de Terapeacuteutica Eleacutectrica en la Universidad de
Cornell y refrendado por muchos meacutedicos destaca-
dos No agujas no cera no reactivos Indoloro e
inocuo Garantizado que es permanenterdquo
En su gran mayoriacutea eran mujeres con edades entre 18 y 30 antildeos
Maacutes adelante resume el doctor Hazen
ldquoEn varios congresos han aparecido muchos reportes de dantildeos a la
piel causados por los tratamientos de rayos Roentgen en los salones de
bellezahellip En esta serie de 10 casos no menos de 7 mujeres han recibi-
do serios dantildeoshellip Es de notar que en cada caso aparecioacute una irritacioacuten
a partir de la tercera o cuarta sesioacuten y que no obstante se continuoacute la
aplicacioacuten de los tratamientos No podemos dejar de maravillarnos de
la estupidez de los operadores y de la persistencia e ignorancia de las
viacutectimas Cualquier medida para proteger de su propia tonteriacutea a las
mujeres que buscan mejorar su apariencia es recomendable Es asom-
broso que en muchas comunidades las actas de praacutectica meacutedica inclu-
yan solamente la prescripcioacuten de medicamentos y permitan a cual-
quier fisioterapeuta aplicar sus praacutecticas sin permiso o interferencia
con un total desprecio por los peligros potenciales de su procederrdquo
Lo que resulta auacuten maacutes sorprendente es que situaciones similares
se produzcan en la actualidad no con los rayos X sino otros procedi-
mientos que prometen un maacuteximo de beneficios con un miacutenimo de
incomodidad pero que no curan nada y a la larga pudieran resultar
dantildeinos para el paciente La situacioacuten es mucho peor cuando los prac-
ticantes se ven estimulados por la indiferencia la tolerancia y a veces
el apoyo oficial sumado a criterios de autoridad para intentar acallar
las criacuteticas Una vez introducidos los supuestos tratamientos o tera-
pias son muy difiacuteciles de erradicar A pesar de que el procedimiento
de Tricho podiacutea llegar a causar la muerte reportes de viacutectimas dantildea-
das aparecieron en las revistas meacutedicas hasta unos 15 antildeos despueacutes
bien entrada la deacutecada de los cuarenta
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico iquestQueacute es a fin de cuentas el magnetismo iquestY un campo magnetostaacuteti-
co iquestY la radiacioacuten electromagneacutetica No es posible contestar estas
preguntas en pocas palabras
Ante todo es necesario insistir y dejar bien establecido que una co-
sa son los campos magnetostaacuteticos propios de los imanes permanen-
tes que no variacutean con el tiempo y otra muy diferente la radiacioacuten
electromagneacutetica Sus propiedades difieren enormemente De aquiacute que
en este primer capiacutetulo se comience por los campos magnetostaacuteticos
describiendo el magnetismo mineral el campo magneacutetico terrestre
sus principales propiedades y su relacioacuten con el Sol y otros planetas
Magnetita
Las propiedades magneacuteticas del oacutexido de hierro se conocen desde los
tiempos antiguos La magnetita o piedra imaacuten un oacutexido natural de
foacutermula quiacutemica Fe3O4 tiene la propiedad de atraer los objetos elabo-
rados con hierro metaacutelico o sus aleaciones fenoacutemeno que ya le era
familiar a los antiguos egipcios griegos y romanos No es el uacutenico
oacutexido de hierro que existe pero la hematita -Fe2O3 la maghemita -
Fe2O3 y la wuumlstita FeO no poseen propiedades similares a la magneti-
ta 16
Los primeros yacimientos de magnetita de los que se tiene noticia
se encontraban cerca de Magnesia de Tesalia en Grecia junto a me-
nas de oxido y carbonato de magnesio Aparentemente de ahiacute se deri-
voacute el nombre magnetismo del griego μαγνέσ (magneacutes = imaacuten)
Cuando se frota repetidamente un pedazo de hierro alargado con
una piedra imaacuten este adquiere a su vez la capacidad de atraer deacutebil-
mente otros pedazos de hierro se convierte en un imaacuten permanente
Al igual que los trozos del mineral magnetita los imanes producidos
por frotamiento estaacuten polarizados es decir cada uno de ellos tiene dos
regiones o extremos donde las propiedades magneacuteticas se manifiestan
de forma maacutes intensa Las dos regiones se designaron arbitrariamente
como polo norte (o positivo) y polo sur (o negativo) Es faacutecil compro-
bar que los polos de igual signo se repelen y los de signo opuesto se
atraen
Una propiedad del hierro magnetizado es que cuando se le da una
forma alargada o de aguja y se le permite girar libremente (por ejem-
plo suspendido de una cuerda por su centro o flotando en agua sobre
un corcho) la aguja tenderaacute invariablemente a alinearse en la direccioacuten
aproximada norte-sur y de ahiacute los nombres polo norte para el extremo
que se orienta al norte y polo sur para el contrario Existen evidencias
de que los chinos utilizaban estas bruacutejulas rudimentarias para guiarse
en la navegacioacuten desde hace unos mil antildeos El instrumento se comen-
zoacute a utilizar en occidente unos 300 antildeos despueacutes En la figura 14 se
muestra una bruacutejula moderna
Cuando Cristoacutebal Coloacuten cruzoacute el Atlaacutentico en 1492 en busca de las
Indias notoacute que la aguja de su bruacutejula se desviaba ligeramente de la
direccioacuten norte indicada por las estrellas y que la desviacioacuten cambiaba
a medida que se alejaba del continente Pero no fue hasta unos 100
antildeos despueacutes que el meacutedico de la reina Isabel I de Inglaterra William
Gilbert logroacute explicar la desviacioacuten al considerar que la tierra era un
imaacuten gigantesco con sus polos magneacuteticos situados a cierta distancia
de los polos geograacuteficos Estos uacuteltimos son los puntos de la superficie
del planeta por donde pasa su imaginario eje de rotacioacuten El polo norte
o positivo de la bruacutejula siempre apunta al polo magneacutetico norte no al
geograacutefico ademaacutes la posicioacuten de los polos magneacuteticos no es inalte-
rable variacutea con los antildeos La diferencia entre la direccioacuten que indica la
bruacutejula y la del norte geograacutefico o verdadero se llama declinacioacuten
magneacutetica 17
Figura 14 Una aguja o laacutemina magnetizada que puede
girar libremente como la de la bruacutejula siempre apunta
al polo norte magneacutetico
Los imanes son capaces de atraerse o de repelerse y de atraer al
hierro sin que haya contacto directo entre ellos aunque se encuentren
separados a gran distancia La aguja de la bruacutejula gira a causa del
magnetismo terrestre alineaacutendose en la direccioacuten norte-sur a pesar de
que los polos magneacuteticos de la tierra se encuentran a miles de kiloacuteme-
tros Para explicar la existencia de esta interaccioacuten a distancia sin
contacto directo entre los cuerpos los fiacutesicos introdujeron el concepto
de campo magneacutetico
Se considera que cualquier imaacuten tiene asociado un campo magneacuteti-
co que modifica las propiedades del espacio que lo rodea El campo se
extiende en todas las direcciones y es el medio de interaccioacuten con
otros imanes con el hierro y con cualquier otro cuerpo que se conside-
re Se representa mediante una flecha o vector de longitud proporcio-
nal a su valor o intensidad en cada punto (vector intensidad de cam-
po)
Es usual representar la distribucioacuten del campo magneacutetico alrededor
de cualquier objeto mediante liacuteneas imaginarias las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica Se dibujan de forma tal que son paralelas a la direc-
cioacuten del vector intensidad de campo en cada punto En la figura 15 se
representan las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica de nuestro planeta Alliacute
donde aparecen maacutes unidas seraacute mayor la intensidad del campo
Figura 15 El extremo de la aguja imantada que apunta al
norte magneacutetico se denomina polo positivo o norte del
imaacuten y se designa con el signo (+) mientras que el otro es
el polo negativo o sur y se designa con el signo (-)
Como los polos magneacuteticos de igual signo se repelen y los de dife-
rente signo se atraen el polo magneacutetico terrestre situado al norte resul-
ta ser realmente un polo negativo (o sur) magneacutetico aunque se le de-
nomine ldquopolo magneacutetico norterdquo para diferenciarlo del polo geograacutefico
lo que a veces induce a confusioacuten
19
En la figura 15 es de notar que las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
solo son paralelas a la superficie de la tierra en las regiones cercanas al
ecuador En cualquier otra locacioacuten estaacuten algo desviadas formando un
cierto aacutengulo con la horizontal (lo que no impide que la bruacutejula siga
apuntando al norte) Es faacutecil comprobar el aacutengulo que forman las liacute-
neas con la horizontal utilizando una bruacutejula Una vez que haya sido
orientada hacia el norte en posicioacuten horizontal basta con girarla frac14 de
vuelta alrededor de la direccioacuten paralela a la aguja de manera que
quede perpendicular a su posicioacuten anterior La aguja giraraacute apuntando
hacia la tierra en el hemisferio norte y hacia el cielo en el hemisferio
sur quedando paralela a la liacutenea de induccioacuten y a la direccioacuten real del
campo en ese punto
El aacutengulo que forman las liacuteneas de induccioacuten con la horizontal en
cada punto de la Tierra es la lsquoinclinacioacutenrsquo del campo magneacutetico en ese
punto
Los polos magneacuteticos se encuentran a una distancia considerable
de los polos geograacuteficos Actualmente el polo norte magneacutetico se en-
cuentra cerca de la isla de Bathurst en el norte de Canadaacute a unos 1
600 km del norte geograacutefico el polo sur magneacutetico se encuentra cerca
de la Tierra Adelia de la Antaacutertica a unos 2 600 km del polo sur geo-
graacutefico Los polos magneacuteticos cambian de posicioacuten con el tiempo
fenoacutemeno conocido como deriva polar y se ha dado el caso de que la
deriva polar se invierta es decir que el desplazamiento de los polos
cambie de sentido o retroceda (Figura 16) La ciencia que estudia los
fenoacutemenos magneacuteticos asociados a la Tierra y su atmoacutesfera se conoce
como Geomagnetismo
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento Ademaacutes de desplazarse a lo largo de la historia geoloacutegica la polaridad
de los polos terrestres tambieacuten se ha invertido perioacutedicamente el norte
magneacutetico se ha convertido en sur y viceversa La razoacuten de estas in-
versiones no es conocida sin embargo han quedado registradas visi-
blemente en las rocas de origen iacutegneo que se van creando tanto en la
superficie de la tierra como en los fondos marinos de nueva forma-
cioacuten
En la deacutecada de 1900-1910 B Brunhes en Francia y M Matuyama
en Japoacuten encontraron que las rocas podiacutean catalogarse en dos grandes
grupos de acuerdo con sus propiedades magneacuteticas El primer grupo
correspondiacutea a las rocas de polaridad normal con su magnetizacioacuten
orientada en la misma direccioacuten y sentido del campo magneacutetico de la
Tierra El segundo estaba constituido por las rocas con polaridad in-
versa con la magnetizacioacuten orientada en sentido contrario a la del
campo terrestre Esta particularidad generoacute muchas interrogantes en su
eacutepoca pues la existencia de dos orientaciones magneacuteticas con sentido
contrario pareciacutea algo totalmente arbitrario e inexplicable Los estu-
dios en diversas locaciones geograacuteficas permitieron conocer con exac-
titud cuaacutel era la orientacioacuten del campo magneacutetico de nuestro planeta
en las diferentes eras geoloacutegicas
Figura 16 Deriva del polo magneacutetico norte durante
los uacuteltimos 200 antildeos Con anterioridad a 1831 estaba
maacutes cercano al polo norte y se desplazoacute hacia el sur
21
Hoy dia se sabe que la roca fundida o magma que fluye de los vol-
canes y hendiduras de la corteza terrestre contiene gases disueltos y
partiacuteculas minerales soacutelidas entre ellas partiacuteculas de magnetita La
magnetita pierde sus propiedades magneacuteticas por encima de los 587 oC pero vuelve a recuperarlas cuando la temperatura disminuye por
debajo de ese valor Cuando el magma se enfriacutea y solidifica las partiacute-
culas de magnetita se magnetizan en la misma direccioacuten que el campo
magneacutetico terrestre y su magnetismo queda ldquocongeladordquo en la posi-
cioacuten original Asiacute quedoacute grabada en la roca la ubicacioacuten del campo
magneacutetico de la tierra en el momento que el magma solidificoacute
Durante la 2da Guerra Mundial (1939-1945) las reservas de petroacute-
leo disminuyeron considerablemente a causa de las acciones beacutelicas
Al terminar la guerra se organizoacute una buacutesqueda intensa en las plata-
formas submarinas para tratar de remediar la escasez de combustible
Las compantildeiacuteas de petroacuteleo construyeron buques con equipos especia-
les de perforacioacuten capaces de cargar toneladas de tuberiacuteas y de perfo-
rar a kiloacutemetros de profundidad Los estudios relacionados con la
oceanologiacutea tambieacuten fueron estimulados por esta situacioacuten y los
oceanoacutelogos comenzaron a estudiar en detalle las caracteriacutesticas mag-
neacuteticas del fondo de los oceacuteanos Uno de los equipos utilizados con
este fin fue un tipo de magnetoacutemetro muy sensible desarrollado para
equipar a los aviones que se dedicaban a la guerra antisubmarina
Las experiencias obtenidas de los buques exploradores de petroacuteleo
se aprovecharon para construir el Glomar Challenger un barco de
investigaciones disentildeado especiacuteficamente para los estudios geoloacutegicos
marinos capaz de tomar muestras de roca a gran profundidad Poste-
riormente mediante meacutetodos paleontoloacutegicos y estudios de isoacutetopos
radiactivos se determinoacute la edad de esas rocas y su orientacioacuten relati-
va Se comproboacute que la expulsioacuten del magma durante decenas de mi-
les de antildeos habiacutea dado lugar a las diferentes cadenas montantildeosas que
actualmente existen en el fondo de los oceacuteanos
iquestPor queacute precisamente en el fondo de los oceacuteanos Porque alliacute la
corteza terrestre es maacutes delgada y para salir al exterior el magma ne-
cesita recorrer un camino mucho maacutes corto que por cualquier otra viacutea
(Figura 17)
22
Figura 17 Cordillera del AtlaacutenticoTomado de This
Dynamic Earth US Dept of the InteriorUS Geological
Survey ISBN 0-16-048220-8
En la medida que se fue revelando la distribucioacuten magneacutetica en el
fondo de los oceacuteanos las diferencias entre las rocas con polaridad
directa e inversa expuestas por Brunhes y Matuyama a principios del
siglo XX dejaron de ser arbitrarias y fue tomando forma un cierto
patroacuten de distribucioacuten Cuando la regioacuten analizada llegoacute a ser suficien-
temente extensa se comproboacute que las regiones magneacuteticas en los fon-
dos oceaacutenicos estaban conformadas en bandas similares a las franjas
de una cebra Franjas de rocas con magnetizacioacuten alterna de polaridad
directa e inversa se alternaban a ambos lados de la cresta central del
oceacuteano Atlaacutentico las denominadas bandas magneacuteticas
En el fondo del oceacuteano la corteza nueva se forma continuamente en la
cresta o parte superior de la cordillera (Figura 18) Lejos de la cresta
las rocas son muy viejas y a medida que nos acercamos a la cresta son
cada vez maacutes joacutevenes lo que se comprueba al analizar la cantidad de
sedimentos depositados en el lecho oceaacutenico Sobre las rocas maacutes
viejas descansa una mayor cantidad de sedimentos
Figura 18 Evidencia experimental de la formacioacuten de las
bandas a) La cresta hace 5 millones de antildeos b) Hace 2 millo-
nes de antildeos c) Hoy diacutea Adaptado de This Dynamic Earth US
Dept of the InteriorUS Geological Survey ISBN 0-16-
048220-8
Las rocas maacutes joacutevenes cercanas a la cresta siempre tienen polari-
dad normal coincidiendo con la direccioacuten actual del campo magneacutetico
terrestre Las bandas de rocas maacutes alejadas alternan su polaridad de
normal a inversa y viceversa indicando que el campo magneacutetico de la
tierra ha invertido su polaridad muchas veces a lo largo de millones de
antildeos Los modelos teoacutericos de formacioacuten de rocas en el fondo del
oceacuteano coinciden de forma excelente con los datos experimentales y
en el presente la corteza oceaacutenica se considera una especie de ldquocinta
magneacuteticardquo donde ha quedado registrada la historia del movimiento de
los polos y de las inversiones del campo magneacutetico terrestre durante mi-
llones de antildeos
En los uacuteltimos antildeos mediciones precisas han dado por resultado una
disminucioacuten significativa de la intensidad del campo magneacutetico terrestre
de aproximadamente 10 Se desconoce si este proceso conduciraacute a otra
inversioacuten de la polaridad o no en un futuro no muy lejano
Magnetosfera y viento solar iquestQuieacuten no sabe que el campo magneacutetico terrestre posibilita la orientacioacuten
geograacutefica con la ayuda de la bruacutejula Junto a la estrella polar sirvioacute de
guiacutea a los viajeros durante siglos Hoy diacutea tambieacuten tenemos el Global
Positional System (GPS) que realiza la misma funcioacuten con mucha mayor
precisioacuten apoyaacutendose en un sistema de 24 sateacutelites que circunvalan la
Tierra Lo que no desmerece ni mucho menos la utilidad de la bruacutejula
Pero es mucho menos conocido que el campo magneacutetico terrestre rea-
liza una segunda y mucha maacutes importante funcioacuten Protege nuestro plane-
ta de los excesos de la radiacioacuten solar hasta el punto que se ha estimado
que de no existir el campo magneacutetico la Tierra seriacutea un sitio seco y aacuterido
como Marte el viento solar habriacutea arrastrado al espacio su agua y su
atmoacutesfera desde hace muchiacutesimos antildeos
El viento solar es un flujo de partiacuteculas cargadas (mayormente proto-
nes y electrones de alta velocidad) que inciden continuamente sobre la
Tierra provenientes del Sol Las partiacuteculas logran escapar de la atraccioacuten
gravitatoria solar porque alcanzan gran energiacutea cineacutetica a causa de las
altas temperaturas
De manera similar a como el agua se desviacutea al chocar con la proa de
una embarcacioacuten y la rodea al interaccionar con el campo terrestre las
fuerzas magneacuteticas hacen que el viento solar cambie de rumbo sin modi-
ficar su energiacutea en una regioacuten del espacio llamada el arco de choque Las
partiacuteculas prosiguen su movimiento formando una larga cola alrededor de
la Tierra o girando a su alrededor creando asiacute una especie de cubierta o
envoltura la magnetofunda
Algunas partiacuteculas logran atravesar esa primera barrera magneacutetica pe-
ro son atrapadas maacutes adentro en los denominados cinturones de radia-
cioacuten de Van Allen (Figura 19) Otras logran lsquocolarsersquo finalmente y llegar
hasta la atmoacutesfera a traveacutes de las cuacutespides en los polos norte y sur inter-
accionando con los gases de las capas superiores La interaccioacuten se
25
puede observar a simple vista y es la que da origen a las auroras (boreal y
austral) fenoacutemeno muy comuacuten en las regiones polares pero que rara vez
se manifiesta cerca de los troacutepicos
Figura 19 Magnetosfera terrestre
Un efecto adicional de esta interaccioacuten electromagneacutetica es que
modifica las corrientes eleacutectricas en la ionosfera regioacuten donde se re-
flejan las ondas de radio De aquiacute que cuando la radiacioacuten es intensa
puede perturbar notablemente las comunicaciones y afectar incluso
los instrumentos electroacutenicos maacutes sensibles
Tormenta magneacutetica La tormenta magneacutetica es una perturbacioacuten transitoria global del cam-
po magneacutetico terrestre Consiste en un descenso bien definido de la
intensidad del campo en todo el planeta no mayor de 05 Dura
entre 12 y 24 horas seguido por una recuperacioacuten gradual que persiste
de 1 a 4 diacuteas La disminucioacuten es causada por un campo magneacutetico
sobrepuesto que se suma al campo terrestre en direccioacuten contraria
reduciendo su valor Se genera en la denominada corriente de anillo
en el cinturoacuten exterior de radiacioacuten que circunvala al planeta cuando
es reforzado por los protones procedentes de alguna erupcioacuten solar
violenta La existencia de esta y otras corrientes alrededor de nuestro
planeta ha sido determinada con gran precisioacuten a partir de las medi-
ciones realizadas por sateacutelites (Figura 110)
Figura 110 La corriente de anillo alrededor de la Tierra
En la actualidad es posible monitorear de forma continua la inten-
sidad del campo magneacutetico terrestre el observatorio Kakioka en Ja-
poacuten publica el registro diario en su sitio WEB (httpwwwkakioka-
jmagojpenindexhtml)
La relacioacuten entre las tormentas magneacuteticas y las manchas solares es
bien conocida desde finales del siglo XIX Cuando son visibles gran-
des manchas solares es mucho maacutes probable que aparezca una gran
tormenta magneacutetica El intenso campo magneacutetico asociado a las man-
chas va unido a fulguraciones y eyecciones de sustancia en la corona
solar Es asiacute como se proyectan nubes de plasma hacia el espacio in-
terplanetario en direcciones bien definidas Si una de esas eyecciones
se orienta hacia la Tierra su frente de onda daraacute origen a una tormenta
magneacutetica
El 13 de marzo de 1989 una tormenta severa hizo colapsar las re-
des eleacutectricas en Queacutebec Canadaacute En cuestioacuten de segundos muchos
circuitos de proteccioacuten se desconectaron Seis millones de personas
quedaron sin energiacutea eleacutectrica durante nueve horas con grandes peacuter-
didas econoacutemicas Esta excepcional tormenta magneacutetica produjo auro-
ras boreales a distancias tan lejanas del polo como es el sur de Texas
Fue el resultado de una gran emisioacuten de masa en la corona solar que
tuvo lugar 4 diacuteas antes
iquestSon dantildeinas las tormentas magneacuteticas La exposicioacuten directa a la
radiacioacuten de partiacuteculas de alta energiacutea como las que componen el
viento solar pueden causar enfermedad por radiacioacuten a personas y
animales El mecanismo es el mismo que el que tiene lugar durante las
explosiones o accidentes nucleares las partiacuteculas atraviesan los tejidos
causando dantildeos microscoacutepicos en las ceacutelulas La radiacioacuten puede afec-
tar los cromosomas causar caacutencer o servir de plataforma para otros
problemas de salud Dosis muy grandes son fatales de inmediato
La atmoacutesfera y la magnetosfera proporcionan un nivel adecuado de
proteccioacuten en la superficie terrestre pero los cosmonautas que se en-
cuentran en oacuterbita estaacuten sujetos a dosis potencialmente letales si son
expuestos a la radiacioacuten proveniente de una erupcioacuten solar Este es
otro de los problemas ineludibles que hay que resolver durante los
vuelos espaciales
Existe mucha especulacioacuten sobre si la lluvia de partiacuteculas que ori-
gina las tormentas magneacuteticas puede o no afectar a las personas en la
superficie terrestre pero casi no hay definiciones hasta el momento
Un reporte del antildeo 2000 publicado en el Astronomical amp Astrophysi-
cal Transactions (Vol 19 1) bajo el tiacutetulo ldquoConfirmacioacuten experimen-
tal del efecto bioefectivo de las tormentas magneacuteticasrdquo asienta sus
resultados en un meacutetodo de diagnoacutestico muy cuestionado y calificado
como no cientiacutefico la electropuntura de Voll (ver capiacutetulo 8) Estu-
dios maacutes recientes fundamentados en mediciones de mayor confiabi-
lidad indican una deacutebil relacioacuten estadiacutestica entre las tormentas magneacute-
ticas y la presioacuten arterial Esos estudios auacuten no han sido reproducidos
por otros investigadores por lo que no se pueden considerar como
definitivos
Magnetismo planetario y solar Los cuatro planetas gigantes (Juacutepiter Saturno Urano y Neptuno) po-
seen campos magneacuteticos mucho maacutes intensos que el terrestre El eje
magneacutetico de Saturno parece estar alineado exactamente con su eje
geograacutefico de rotacioacuten mientras que los de Urano y Neptuno estaacuten
inclinados unos 60ordm a partir del eje geograacutefico Venus por el contrario
no es magneacutetico mientras que el pequentildeo Mercurio solo ligeramente
maacutes grande que nuestra luna sorprendioacute a los cientiacuteficos por estar
magnetizado
Marte y la Luna no poseen campo magneacutetico pero presentan en su
superficie grupos de rocas magnetizadas de forma permanente sugi-
riendo que en alguacuten momento siacute lo tuvieron Los grupos de rocas
magnetizadas en Marte observadas por primera vez en la misioacuten es-
pacial del Mars Global Surveyor son especialmente sorprendentes
debido a que parecen formar bandas similares a las que aparecen en la
cordillera del Atlaacutentico
El campo magneacutetico de Juacutepiter es en particular notable Si los
campos de la Tierra y Juacutepiter fueran representados aproximadamente
por barras magneacuteticas en el centro del planeta la de Juacutepiter seriacutea unas
20 000 veces maacutes intensa El eje magneacutetico de Juacutepiter estaacute ligeramente
desviado del eje de rotacioacuten tal como sucede en la Tierra pero mien-
tras Juacutepiter y la Tierra giran en el mismo sentido la polaridad magneacute-
tica de Juacutepiter se encuentra invertida tiene sentido contrario al de la
Tierra
El Sol posee un campo magneacutetico semejante al de la Tierra pero
su magnetismo se manifiesta adicionalmente de otra manera A prin-
cipios de los antildeos 1600 Galileo Galilei y Christopher Scheiner obser-
varon manchas que se moviacutean en el ecuador solar Tardaban 27 diacuteas
en dar una vuelta completa por lo que dedujeron que el Sol giraba El
periacuteodo se incrementaba a 295 diacuteas en las regiones lejanas al ecuador
indicando que la superficie del Sol no era soacutelida Galileo y Scheiner
supusieron que las manchas eran nubes que flotando sobre la superfi-
cie obstruiacutean parcialmente el paso de luz
Ahora se sabe que las regiones de las manchas no son nubes sino que
estaacuten asociadas a intensos campos magneacuteticos Son maacutes oscuras porque
estaacuten algo maacutes friacuteas unos 2000 ordmC por debajo de la temperatura de los
alrededores Se supone que de alguna manera los intensos campos magneacute-
ticos reducen el flujo local de calor y disminuyen la temperatura en esa
regioacuten pero el proceso mediante el cual ocurre la reduccioacuten auacuten se des-
conoce Los astroacutenomos piensan que las corrientes eleacutectricas que fluyen
en el plasma solar y crean esos campos magneacuteticos toman su energiacutea de la
desigual rotacioacuten del Sol maacutes raacutepida en el ecuador
La intensidad de los campos calculada a partir de diversas mediciones
realizadas en la Tierra y en misiones espaciales con instrumentos muy
especializados resulta ser unas 3000 veces mayor que la del campo mag-
neacutetico terrestre A modo de comparacioacuten el valor de la intensidad de
campo de un imaacuten corriente como el de una bocina de audio puede ser
de 100 a 300 veces la del campo terrestre
Las manchas solares presentan muchos rasgos enigmaacuteticos Su
cantidad aumenta y disminuye siguiendo un ciclo algo irregular que
dura unos 11 antildeos (Figura 111) La mayor parte de las veces las man-
chas aparecen por pares con polaridades magneacuteticas opuestas En la
primera mitad de un ciclo la primera mancha que aparece tiene siem-
pre polaridad norte o (+) y la mancha siguiente polaridad sur (-)
pero en el ciclo posterior las polaridades se invierten
Figura 111 Ciclo de repeticioacuten del nuacutemero de man-
chas solares (Tomado de httpwwwistpgsfc
nasagovstargazeMintrohtm)
El campo magneacutetico global del Sol asociado a sus polos norte y
sur tambieacuten invierte su polaridad cada ciclo unos 3 antildeos despueacutes de
cada miacutenimo de manchas Todo lo anterior indica que este ciclo de 11
antildeos de las manchas solares es un fenoacutemeno esencialmente magneacutetico
Existen varias teoriacuteas para intentar explicar este comportamiento pero
ninguna es definitoria
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Esta teoriacutea trata de explicar el origen de los campos magneacuteticos
presentes en muchos astros mediante un modelo simplificado que
imita la realidad Para ello considera un liacutequido conductor de la elec-
tricidad que se encuentra en rotacioacuten Ademaacutes su temperatura no es
homogeacutenea por lo que existen corrientes de conveccioacuten en su seno
similares a las que aparecen en un liacutequido calentado en una cazuela
Las primeras suposiciones acerca del origen del magnetismo terrestre
se sustentaban por el criterio de que la rotacioacuten de la Tierra era la res-
ponsable de la existencia del campo magneacutetico En primera instancia
la idea parece atractiva pues a las partiacuteculas elementales como los
protones y electrones se les asocia cierta rotacioacuten elemental (el mo-
mento angular orbital y el momento angular de spin) y ademaacutes poseen
propiedades magneacuteticas Asiacute por ejemplo PM Blackett ganador del
premio Nobel de 1948 por su trabajo acerca de los rayos coacutesmicos
sugirioacute alguna vez que quizaacutes cualquier objeto en rotacioacuten deberiacutea
tener un campo magneacutetico asociado Sin embargo todos los experi-
mentos realizados con este fin proporcionaron resultados negativos
Posteriormente el descubrimiento de la inversioacuten de la polaridad del
campo magneacutetico ocurrida muchas veces en los uacuteltimos millones de
antildeos (desde luego sin que el sentido de rotacioacuten de la Tierra variacutee)
contradijo enteramente la suposicioacuten de Blackett
Mediante el estudio de las ondas siacutesmicas que se originan durante
los terremotos se ha llegado a conocer que la Tierra posee un nuacutecleo
liacutequido denso de aproximadamente la mitad de su diaacutemetro constitui-
do esencialmente por hierro fundido A su vez ese nuacutecleo liacutequido
posee un nuacutecleo soacutelido auacuten maacutes pequentildeo (Figura 112)
Se supone que el metal fundido estaacute circulando respecto al nuacutecleo
y atraviesa continuamente el campo magneacutetico existente lo que crea-
riacutea corrientes eleacutectricas en el seno del liacutequido Como las corrientes
eleacutectricas generan campos magneacuteticos (ver capiacutetulo 3) de alguna ma-
nera la rotacioacuten creariacutea un campo magneacutetico autosostenido Es decir
el campo generariacutea corrientes que a su vez dariacutean origen al campo que
a su vez engendrariacutea otras corrientes y asiacute sucesivamente La dificul-
tad esencial radica en que hay que demostrar lo anterior basaacutendose
rigurosamente en las leyes de la fiacutesica lo que nadie ha logrado hasta el
momento
El problema es bastante peliagudo porque entre otras cosas la Tie-
rra gira alrededor de un eje imaginario lo que inmediatamente sugiere
que ese eje deberiacutea funcionar como un eje de simetriacutea Sin embargo
ya en 1931 Thomas G Cowling en Inglaterra demostroacute que ninguna
dinamo autosostenida en el centro de la Tierra podiacutea tener un eje de
simetriacutea Auacuten maacutes para resolver el problema de forma incontroverti-
ble seriacutea tambieacuten necesario obtener informacioacuten sobre las fuentes de
calor en el interior del planeta (informacioacuten que no se posee) o al me-
nos hacer suposiciones razonables que conduzcan a una solucioacuten
aceptable 31
Figura 112 El centro de la Tierra Tomado de
httpistpgsfcnasagovearthmagMdynamo2htm
Las fuentes de calor generan movimientos de conveccioacuten en el nuacutecleo
que tambieacuten tendriacutean que formar parte de la solucioacuten del problema
Pero no solo se desconoce doacutende estaacuten las fuentes maacutes intensas de
calor adicionalmente cualquier movimiento de conveccioacuten causado
por el calor estaraacute muy modificado por la rotacioacuten de la Tierra El
efecto seriacutea similar a coacutemo se modifica el movimiento de las masas de
aire en la atmoacutesfera haciendo que huracanes y tormentas se arremoli-
nen en su forma caracteriacutestica
Los intentos teoacutericos realizados hasta el momento solo proporcionan
aproximaciones que no se ajustan a la realidad Los modelos numeacuteri-
cos maacutes recientes buscan soluciones computadorizadas basadas en las
ecuaciones de la magnetohidrodinaacutemica pero para llegar a una solu-
cioacuten vaacutelida se deben resolver sistemas de ecuaciones muy complejos
cuyos paraacutemetros incluso no estaacuten bien determinados Se puede obte-
ner informacioacuten adicional en Demorest Paul Dynamo Theory and
Earths Magnetic Field 21 May 2001
(httpsetiathomeberkeleyedu~pauldetc210BPaperpdf) y tambien
en Fitzpatrick Richard MHD Dynamo Theory 18 May 2002
(httpfarsidephutexaseduteachingplasmalecturesnode69html)
CAPIacuteTULO 2
CAMPO MAGNEacuteTICO
Magnetismo microscoacutepico
Cualquier cuerpo estaacute formado por los pequentildeiacutesimos aacutetomos y estos a
su vez estaacuten constituidos por partiacuteculas mucho maacutes pequentildeas princi-
palmente protones neutrones y electrones aunque no son las uacutenicas
Protones y neutrones se concentran en un nuacutecleo diminuto 10 000 ve-
ces menor que la envoltura donde se encuentran los electrones en mo-
vimiento formando una especie de nube poco definida (figura 21) El
electroacuten es auacuten mucho maacutes pequentildeo tanto que resulta difiacutecil precisar
con exactitud cuaacutento maacutes
Figura 21 A Esquema aproximado de un aacutetomo B Re-
presentacioacuten imaginaria utilizada en algunos caacutelculos y
aproximaciones (modelo planetario)
Aacutetomo significa indivisible en griego La palabra se sigue usando
aunque en realidad los aacutetomos dejaron de ser indivisibles hace mucho
Son muy pequentildeos el aacutetomo maacutes ligero el de hidroacutegeno tiene un diaacute-
metro de aproximadamente 10-10 m (00000000001 m o una diezmillo-
neacutesima de miliacutemetro) Una sola gota de agua contiene maacutes de mil trillo-
nes de aacutetomos Un milloacuten de billones Se expresa por la unidad seguida
de 18 ceros o 1018 En las uacuteltimas deacutecadas la tecnologiacutea moderna ha
permitido fotografiar los aacutetomos e incluso manipularlos uno a uno
(figura 22)
Figura 22 Imaacutegenes de aacutetomos individuales obtenidas me-
diante diversos microscopios de uacuteltima generacioacuten A Aacuteto-
mos ordenados en la superficie de un soacutelido obtenida con un
microscopio electroacutenico de alta resolucioacuten B Aacutetomos indi-
viduales de xenoacuten sobre una superficie de niacutequel ordenados
utilizando un microscopio tuacutenel de barrido para formar las
letras IBM (International Businnes Machines)
Los aacutetomos tienen masa Todos los cuerpos son atraiacutedos hacia la
Tierra y al ser colocados en una balanza tienen peso Cuando los cuer-
pos estaacuten en reposo el peso se expresa por la conocida relacioacuten P =
mg donde m es la suma de las masas de los aacutetomos que lo conforman y
g la aceleracioacuten de la gravedad Los cuerpos tambieacuten poseen propieda-
des eleacutectricas los neutrones en el aacutetomo no tienen carga pero los pro-
tones tienen carga positiva y los electrones negativa En condiciones
normales los cuerpos son eleacutectricamente neutros pues sus aacutetomos po-
seen igual cantidad de protones y electrones Pero si por alguna razoacuten
un cuerpo adquiere electrones en exceso se cargaraacute negativamente Por
el contrario si tiene un defecto de electrones entonces predominaraacute la
carga positiva de los protones y el cuerpo tendraacute una carga positiva La
experiencia nos dice que los cuerpos cargados que poseen igual carga
se repelen y los de carga diferente se atraen
Finalmente ademaacutes de poseer extensioacuten masa y propiedades eleacutec-
tricas las sustancias tambieacuten poseen propiedades magneacuteticas Cada
electroacuten atesora un magnetismo intriacutenseco o momento magneacutetico cuyo
valor se representa por el momento magneacutetico de spin (μs) y se com-
porta como un imaacuten en miniatura Protones y neutrones tambieacuten poseen
un magnetismo intriacutenseco pero menos intenso que el de los electrones
Cuando los electrones pasan a formar parte de un aacutetomo especiacutefico
pueden o no comunicarle propiedades magneacuteticas en dependencia de su
cantidad y su pareamiento La razoacuten es que tienden a ubicarse en la
envoltura atoacutemica por pares con la polaridad opuesta anulando mu-
tuamente su magnetismo de la misma forma que dos imanes largos y
estrechos tienden a cancelarlo al pegarse por sus polos opuestos Si
todos los electrones estaacuten pareados el magnetismo total se cancelaraacute
Una contribucioacuten adicional de los electrones al magnetismo atoacutemico
resulta del momento magneacutetico orbital (μL) originado por la interac-
cioacuten de los electrones con el nuacutecleo atoacutemico (figura 23) El momento
magneacutetico atoacutemico (a) recoge las contribuciones de los momentos
magneacuteticos orbitales y de spin de todos los electrones del aacutetomo
Figura 23 Representacioacuten claacutesica del
momento magneacutetico de spin μs y el
momento magneacutetico orbital μL asocia-
dos a un electroacuten
Cuando la suma de las contribuciones de todos los electrones se anu-
la se obtiene un aacutetomo diamagneacutetico (μa = 0) que esencialmente no
posee propiedades magneacuteticas intriacutensecas aunque puede ser repelido
deacutebilmente por un campo magneacutetico externo como se veraacute en la sec-
cioacuten siguiente Las sustancias formadas por aacutetomos de este tipo son
sustancias o materiales diamagneacuteticos
En los aacutetomos paramagneacuteticos la suma de contribuciones produce un
momento magneacutetico no nulo (μa ne 0) y cada aacutetomo se comporta como
un imaacuten microscoacutepico Cuando esos aacutetomos se unen dan origen a los
materiales paramagneacuteticos
35
En adicioacuten existen aacutetomos paramagneacuteticos un tanto especiales que
se organizan de forma espontaacutenea para formar soacutelidos con propiedades
magneacuteticas mucho maacutes intensas que los paramagneacuteticos convenciona-
les estos soacutelidos se denominan ferromagneacuteticos y se describen en las
secciones siguientes
Diamagnetismo
Son diamagneacuteticos algunos metales como el cobre y el bismuto los
gases inertes como el helio el argoacuten y el neoacuten el hidroacutegeno molecular
la sal de mesa el agua y muchos otros compuestos orgaacutenicos e inorgaacute-
nicos Sin embargo a pesar de que el momento magneacutetico de los aacuteto-
mos de las sustancias diamagneacuteticas es nulo estas sustancias son capa-
ces de interaccionar con los campos magneacuteticos externos por la razoacuten
siguiente
Cuando un campo magneacutetico externo actuacutea sobre un material dia-
magneacutetico en los aacutetomos que lo componen aparecen dipolos magneacuteti-
cos inducidos similares a pequentildeos imanes pero de sentido contrario al
del campo externo aplicado Surgen fuerzas de repulsioacuten muy deacutebiles y
la sustancia diamagneacutetica es repelida hacia la regioacuten donde el campo
magneacutetico es menos intenso Esta propiedad es independiente de si el
campo externo tiene polaridad norte o polaridad sur
La interaccioacuten diamagneacutetica es muy pequentildea Solo es detectable
cuando se aplican campos magneacuteticos muy intensos y no es necesario
tomarla en cuenta en aplicaciones de intereacutes praacutectico cuando hay pre-
sentes efectos magneacuteticos adicionales como los paramagneacuteticos o fe-
rromagneacuteticos
Paramagnetismo
Son paramagneacuteticos algunos gases como el nitroacutegeno y oxiacutegeno mole-
culares metales como el aluminio el wolframio y el platino y muchas
sales y otros compuestos Al acercarse una sustancia paramagneacutetica a
un campo magneacutetico cada aacutetomo interacciona por separado con el
campo y su momento magneacutetico tiende a orientarse en la direccioacuten del
campo externo o se orienta realmente si la sustancia es un gas o un
liacutequido poco viscoso Conjuntamente surgen fuerzas de atraccioacuten tal y
como ocurre con los polos opuestos de dos imanes convencionales y la
sustancia es atraiacuteda deacutebilmente como un todo hacia la regioacuten donde el
campo es maacutes intenso (hacia donde estaacuten maacutes unidas las liacuteneas de in-
duccioacuten magneacutetica)
En la figura 24 una barra imantada ilustra lo dicho anteriormente
Las liacuteneas de induccioacuten salen de un extremo y se curvan para llegar al
otro formando rizos o bucles cerrados con una parte dentro del imaacuten y
la otra fuera El campo magneacutetico es maacutes intenso en los extremos de la
barra donde las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica estaacuten maacutes unidas en los
costados donde estaacuten separadas el campo magneacutetico es maacutes deacutebil
Figura 24 Las sustancias paramagneacuteticas son atraiacutedas
hacia donde el campo es maacutes intenso (liacuteneas de induccioacuten
magneacutetica maacutes unidas) Las diamagneacuteticas son repelidas
Este comportamiento no depende de si el polo es norte o
sur
Magnetismo macroscoacutepico No es posible separar los polos magneacuteticos Cualquier intento de dividir
un imaacuten permanente da origen a otros imanes con sus correspondientes
polos positivo y negativo aunque la divisioacuten se repita hasta alcanzar un
tamantildeo microscoacutepico y llegar al nivel atoacutemico (figura 25) Significa
que no existe una carga o monopolo magneacutetico anaacutelogo a la carga eleacutec-
trica que seraacute analizada en el capiacutetulo siguiente
La intensidad del campo magneacutetico en el vaciacuteo se designa usual-
mente por H o por la induccioacuten magneacutetica B Cuando se designa por
37
H su magnitud en el Sistema Internacional de Unidades se mide en
amperemetro (Am) Cuando se designa por B se mide en tesla (T) En
otros sistemas de unidades ya en desuso se utilizaban el Oersted (Oe)
y el Gauss (G) con ese fin Maacutes detalles sobre el Sistema Internacional
de Unidades aparecen en el apeacutendice al final del capiacutetulo
Figura 25 Dipolo magneacutetico
En el vaciacuteo B y H se relacionan por la expresioacuten B = oH donde o
es una constante denominada permeabilidad del vaciacuteo En cualquier
otro medio B y H se relacionan seguacuten B = o(H + M) donde H es el
campo externo al medio y M la magnetizacioacuten originada por la contri-
bucioacuten de los momentos magneacuteticos internos de la sustancia en cues-
tioacuten
Otros paraacutemetros magneacuteticos son la permeabilidad relativa r y la
susceptibilidad magneacutetica m relacionada con r por la expresioacuten m =
r ndash1 Para los paramagneacuteticos m es positiva mientras que para los
diamagneacuteticos es negativa En la tabla 21 aparecen los valores de algu-
nas sustancias Los valores negativos indican que tanto el cobre como
el agua son diamagneacuteticos
TABLA 21
Susceptibilidad magneacutetica de algunas sustancias
Sustancia m (adimensional)
Cobre - 098 x 10-5
Magnesio 12 x 10-5
Oxiacutegeno (1 atm) 1935 x 10-8
Agua - 056 x 10-6
38
Las ceacutelulas y los tejidos no obstruyen apreciablemente el paso del
campo magneacutetico De ahiacute que cuando se aplica uno de estos campos a
una planta animal o persona aunque sea de muy baja intensidad siem-
pre podraacute interactuar en mayor o menor grado con todas las moleacuteculas
aacutetomos e iones del sujeto en cuestioacuten La interaccioacuten seraacute mucho menos
importante con los aacutetomos e iones diamagneacuteticos que con los paramag-
neacuteticos y por regla general esta uacuteltima es la interaccioacuten que se debe
considerar junto a la ferromagneacutetica Las cargas en movimiento dentro
del organismo que crean corrientes eleacutectricas de intensidad detectable
tambieacuten pueden interaccionar con los campos magneacuteticos Si los cam-
pos magneacuteticos son muy intensos su interaccioacuten con las ceacutelulas y los
tejidos puede causar perjuicios en el organismo como se veraacute maacutes ade-
lante
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Mediante la magnetizacioacuten y desmagnetizacioacuten sucesiva de sustancias
paramagneacuteticas se han obtenido las temperaturas maacutes lsquofriacuteasrsquo posibles
Desarrollado por primera vez en 1937 por el quiacutemico William Giauque
el meacutetodo utiliza un campo externo para alinear los momentos magneacuteti-
cos de los aacutetomos de la sustancia utilizada para enfriar usualmente una
sal paramagneacutetica en disolucioacuten La disolucioacuten se sumerge en un bantildeo
de helio liacutequido (- 2689 degC) que la enfriacutea y a la vez sirve de conduc-
tor del calor
La sal logra enfriarse conjuntamente con sus alrededores porque pa-
ra lograr alinearse cuando se aplica un campo externo los momentos
magneacuteticos de los aacutetomos que la componen necesitan ceder calor El
helio liacutequido traslada ese calor al exterior Cuando se eliminan a la vez
la conduccioacuten del calor (aislando el sistema) y el campo magneacutetico
externo los momentos magneacuteticos adoptan nuevamente una orientacioacuten
desordenada absorben calor y reducen la temperatura de la sal y sus
alrededores El proceso se repite ciacuteclicamente para lograr la mayor dis-
minucioacuten posible de la temperatura
Con este proceso se han alcanzado temperaturas muy cercanas al ce-
ro de la escala absoluta de Kelvin (hasta 0002 K) La temperatura del
hielo fundente (cero grados de la escala Celsius) equivale a 27315 K
El cero de la escala Kelvin se conoce como cero absoluto
De seguro el lector ya se habraacute preguntado iquestpor queacute algunas sustan-
cias tienen un magnetismo mucho maacutes fuerte que las demaacutes iquestPor queacute
algunas se magnetizan permanentemente formando imanes y otras no
La respuesta estaacute en que como se dijo antes dentro de las sustancias
formadas por aacutetomos paramagneacuteticos existe un grupo especial que tiene
propiedades magneacuteticas muy acentuadas las sustancias ferromagneacuteti-
cas
Ferromagnetismo
Ciertos soacutelidos metaacutelicos como el hierro el niacutequel el cobalto y muchas
de sus aleaciones son ferromagneacuteticos Estos materiales son atraiacutedos
fuertemente por el imaacuten con una intensidad miles de veces mayor que
los materiales paramagneacuteticos Algunos de ellos tienen la propiedad de
que pueden ser magnetizados permanentemente mediante un proceso
conocido por magnetizacioacuten teacutecnica que consiste en someter el mate-
rial a la accioacuten de un campo magneacutetico externo de gran intensidad
generado por un electroimaacuten (ver figura 211)
En adicioacuten a los metales y aleaciones tambieacuten existen oacutexidos y ce-
raacutemicas que poseen propiedades magneacuteticas notables La magnetita
Fe3O4 es una de estas sustancias asiacute como otros oacutexidos sinteacuteticos de
parecida estructura cristalina donde parte de los aacutetomos de hierro se
sustituyen con manganeso niacutequel cobalto zinc litio o sus mezclas
Los oacutexidos poseen un magnetismo un tanto diferente al anterior desde
el punto de vista microscoacutepico y se les llama ferrimagneacuteticos aunque
no existen diferencias esenciales en su comportamiento macroscoacutepico
La mayor diferencia es que los metales y aleaciones son buenos con-
ductores de la electricidad pero los ferrimagneacuteticos la conducen muy
mal son aislantes de la corriente eleacutectrica Sus propiedades magneacuteticas
aunque intensas no llegan a ser tan notables como en los ferromagneacuteti-
cos pero por otra parte su alta resistividad las hace insustituibles en
muchas aplicaciones Por ejemplo en dispositivos para radio y televi-
sioacuten donde los metales ferromagneacuteticos dan origen a grandes peacuterdidas
de energiacutea por disipacioacuten de calor
La intensa actividad magneacutetica de los materiales ferro y ferrimagneacute-
ticos se debe a que los aacutetomos de estas sustancias interaccionan espon-
taacuteneamente unos con otros Esa interaccioacuten hace que sus momentos
magneacuteticos se ordenen en conglomerados de tamantildeo microscoacutepico
llamados dominios magneacuteticos Todos los momentos magneacuteticos atoacute-
micos dentro de un determinado dominio apuntan en la misma
40
direccioacuten por lo que cada dominio se comporta como un dipolo magneacute-
tico de intensidad miles de veces mayor que la de un solo momento
magneacutetico de valor a
Es posible caracterizar el efecto magneacutetico mediante la magnetiza-
cioacuten M nuacutemero de momentos magneacuteticos atoacutemicos por unidad de vo-
lumen en el material considerado Si se utiliza el siacutembolo para indicar
la suma de todos los momentos magneacuteticos atoacutemicos a
en un volumen
V determinado entonces a
V
M La pequentildea flecha sobre μa indica
que al sumar hay que tomar en cuenta las diferentes direcciones hacia
donde estaacuten orientados los momentos magneacuteticos (son magnitudes vec-
toriales a diferencia de las escalares como la masa o la temperatura
que simplemente se suman) En el Sistema Internacional de Unidades
M se mide en las mismas unidades de H amperemetro (Am)
Dentro de cada dominio donde todos los momentos magneacuteticos
atoacutemicos estaacuten orientados en la misma direccioacuten M tiene el mayor
valor posible que puede alcanzar M = Ms (magnetizacioacuten de satura-
cioacuten) Sin embargo no todos los dominios magneacuteticos del material
estaacuten orientados en la misma direccioacuten A causa de la agitacioacuten teacutermica
siempre presente cada dominio estaraacute orientado en una direccioacuten dife-
rente a la de los restantes (figura 26) Si se considera el volumen de
todo el material y se suman los momentos magneacuteticos de todos los do-
minios microscoacutepicos aquellos orientados en sentido contrario se can-
celaraacuten El efecto que se obtiene al nivel macroscoacutepico es el de un ma-
terial sin magnetizacioacuten (M = 0)
En resumen en un material ferromagneacutetico no magnetizado previa-
mente dentro de cada dominio microscoacutepico la magnetizacioacuten tiene un
valor Ms pero en el promedio macroscoacutepico para todo el material M =
0
Para orientar todos los dominios en una misma direccioacuten es necesa-
rio aplicar un campo externo H asiacute es posible lograr que las fronteras
entre los dominios (las paredes de dominio) se desplacen de sus posi-
ciones de equilibrio Mediante ese mecanismo los dominios orientados
en la direccioacuten favorable paralela a H aumentan de tamantildeo a costa de
los dominios vecinos Aparece entonces una magnetizacioacuten macroscoacute-
pica resultante M ne 0 en la direccioacuten del campo aplicado y una fuerza F
de atraccioacuten notable sobre el material dirigida hacia el origen del cam-
po externo (figura 26) Si H es bastante intenso llega un momento en
que todos los momentos magneacuteticos apuntan en la misma direccioacuten y el
material queda totalmente magnetizado (o saturado) en lo macroscoacutepi-
co
Figura 26 Aplicacioacuten de un campo externo H sobre un
material ferromagneacutetico Aparece una fuerza F de
atraccioacuten hacia el origen del campo Si hay condiciones
adecuadas al retirar el campo externo el material queda
magnetizado en forma permanente
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Seguacuten su comportamiento en presencia del campo externo H los mate-
riales ferro y ferrimagneacuteticos tanto metaacutelicos como ceraacutemicos se divi-
den en duros y blandos En los materiales lsquodurosrsquo es necesario aplicar
un campo intenso para magnetizar el material Estos materiales se usan
para construir imanes artificiales pues son capaces de retener una parte
importante de la magnetizacioacuten despueacutes de que se retira el campo apli-
cado En los materiales lsquoblandosrsquo el campo necesario para magnetizar
el material es muy pequentildeo De aquiacute que estos materiales se utilicen
para fabricar dispositivos eleacutectricos y electroacutenicos que van a ser some-
tidos a un reacutegimen de campo variable (transformadores inductores y
nuacutecleos de electroimanes) donde la retencioacuten de la magnetizacioacuten o
remanencia es indeseable
Tanto los materiales duros como los blandos presentan el fenoacutemeno
de histeacuteresis que consiste en el retraso de la magnetizacioacuten M respecto
al campo aplicado H Si se grafican los diferentes valores que M va
tomando cuando H primero aumenta y despueacutes disminuye hasta inver-
tir su sentido se obtiene una curva cerrada caracteriacutestica llamada lazo
de histeacuteresis (figura 27) En vez de la magnetizacioacuten M tambieacuten es
usual emplear la induccioacuten magneacutetica B = μo (H + M) para caracterizar
el lazo En la figura 27 un valor negativo de H indica que se invirtioacute su
sentido Para H = 0 la magnetizacioacuten no se anula sino que toma el va-
lor Mr = Bro (magnetizacioacuten remanente) Para lograr anular la magne-
tizacioacuten del material es necesario aplicar un campo contrario de inten-
sidad Hc denominado fuerza coercitiva
El aacuterea encerrada por el lazo de histeacuteresis es proporcional a la ener-
giacutea que hay que gastar para magnetizar el material En un nuacutecleo some-
tido a una corriente alterna de alta frecuencia como ocurre en los cir-
cuitos de radio y TV el campo magneacutetico se invierte continuamente
miles o millones de veces por segundo si el aacuterea del lazo no es muy
pequentildea las peacuterdidas de energiacutea seraacuten prohibitivas Por el contrario un
material disentildeado para aplicarse como imaacuten permanente usualmente
requiere de un lazo de histeacuteresis con la mayor aacuterea posible pues una
cifra de meacuterito para esta aplicacioacuten es el maacuteximo valor del producto BH
en el cuadrante superior izquierdo del lazo de histeacuteresis (fig 27)
El producto (BH)maacutex mide la energiacutea magneacutetica almacenada en el
imaacuten a mayor energiacutea mayor poder de atraccioacuten para un mismo volu-
men de material magneacutetico Un gran (BH)maacutex requiere a su vez grandes
valores de Mr y Hc Mientras mayores sean Mr y Hc tambieacuten lo seraacute el
aacuterea encerrada por el lazo
En la tabla 22 aparece la permeabilidad de algunas aleaciones y
compuestos ceraacutemicos ferro y ferrimagneacuteticos blandos Los valores son
miles de veces superiores a los de las sustancias paramagneacuteticas En la
tabla 23 se muestran algunos valores tiacutepicos de la fuerza coercitiva Hc
en kiloamperemetro (kAm) y la remanencia Mr en tesla (T) pertene-
cientes a aleaciones y compuestos utilizados en la fabricacioacuten de ima-
nes permanentes Tambieacuten aparece el producto (BH)maacutex en
43
kilojoulemetro cuacutebico (kJm3) 1 kJ = 103 J Las propiedades de las
diferentes aleaciones que se muestran en las tablas pueden variar nota-
blemente de uno a otro fabricante
Figura 27 Lazo de histeacuteresis induccioacuten magneacutetica B en
funcioacuten de la intensidad de campo aplicada H Br es la
induccioacuten remanente y Hc la fuerza coercitiva La curva
punteada es la curva virgen de magnetizacioacuten o curva de
induccioacuten normal soacutelo se obtiene cuando el material se
magnetiza por primera vez
TABLA 22 Propiedades magneacuteticas de materiales blandos
Material maacutexima
Ferrita de Ni 2 500
Fe 5 500
Fe 96 ndash Si 4 8 000
Ferrita de Mn 10 000
Fe 55 ndash Ni 45 50 000
44
Tabla 23 Propiedades de histeacuteresis de algunos materiales para
imanes permanentes
Material Hc(kAm) Mr(T) (BH)maacutex (kJm3)
Ferrita de estroncio 100-300 02-04 10-40
Alnico 275 06-14 10-88
SmCo5 600-2000 08-11 120-200
Nd2Fe14B 750-2000 10-14 200-440
Temperatura de Curie
Cuando los materiales ferro y ferrimagneacuteticos se calientan y su tempe-
ratura aumenta Ms disminuye a causa de la agitacioacuten teacutermica y las pro-
piedades magneacuteticas se reducen Por encima de cierta temperatura co-
nocida como temperatura o punto de Curie la estructura de dominios
desaparece y Ms se hace igual a cero Esta temperatura caracteriacutestica
de cada material se llama asiacute en honor del fiacutesico franceacutes Pierre Curie
que descubrioacute el fenoacutemeno en 1895 El punto de Curie del hierro metaacute-
lico es de unos 770 C En los ferrimagneacuteticos esta temperatura se de-
nomina temperatura de Neacuteel por el trabajo destacado de Louis Eugegravene
Neacuteel sobre las propiedades magneacuteticas de los soacutelidos
Si el material se enfriacutea nuevamente tras alcanzar la temperatura de
Curie recupera espontaacuteneamente la estructura microscoacutepica de domi-
nios pero queda totalmente desmagnetizado en lo macroscoacutepico Para
que recupere las propiedades magneacuteticas anteriores es necesario volver
a aplicar el proceso de magnetizacioacuten teacutecnica
Magnetismo en los organismos vivos
Existen microorganismos y animales superiores que han lsquoaprendidorsquo a
utilizar el magnetismo terrestre a su conveniencia Algunos prefieren
llamar al estudio de estos temas magnetobiologiacutea otros los denominan
45
biomagnetismo Se ha encontrado magnetita formando parte del orga-
nismo de diversos animales bacterias anguilas palomas y delfines
entre otros Se presume que estos animales utilizan el campo magneacutetico
de la tierra como una especie de bruacutejula interna que les sirve de orienta-
cioacuten para desplazarse en su medio ambiente aunque esto auacuten no ha sido
comprobado en la mayoriacutea de los casos
Un organismo donde se ha comprobado sin lugar a dudas la capaci-
dad de orientarse en la direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
es el Aquaspirillum magnetotacticum o bacteria magnetotaacutectica descu-
bierta en 1975 por Richard P Blakemore Este investigador encontroacute
que algunas de las bacterias que eacutel observaba al microscopio siempre se
moviacutean hacia el mismo lado del portamuestras cuando acercaba un
imaacuten y comproboacute que invariablemente se dirigiacutean hacia el polo norte
Las bacterias muertas tambieacuten se alineaban paralelas a las liacuteneas de
induccioacuten del campo magneacutetico pero desde luego no se trasladaban al
igual que las vivas
Estas bacterias son capaces de orientarse y viajar a lo largo de las liacute-
neas de induccioacuten porque producen pequentildeas partiacuteculas o magnetoso-
mas compuestos esencialmente de magnetita cada partiacutecula es un pe-
quentildeo imaacuten permanente con sus polos norte y sur Las bacterias se las
arreglan para ordenar estos pequentildeos imanes en una liacutenea y asiacute cons-
truir un imaacuten mucho maacutes largo y potente Utilizan ese imaacuten compuesto
para alinearse a lo largo de las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacuteti-
co de la tierra
En la figura 28 se muestra una bacteria magnetotaacutectica con las hile-
ras de magnetosomas en su interior La seccioacuten ampliada muestra una
de las hileras Las manchas difusas inferiores de mucho mayor tamantildeo
son graacutenulos de azufre
Figura 28 Bacterias magnetotaacutecticas y magnetosomas
Tomado de Magnetite in Freshwater Magnetic Bacteria
Science 203 1355-1357 (1979)
46
iquestPara queacute necesitan una bruacutejula estos microorganismos Estas bac-
terias prefieren vivir lejos de las aacutereas oxigenadas en regiones donde
hay poco o ninguacuten oxiacutegeno son anaeroacutebicas En un medio acuoso el
nivel de oxiacutegeno decrece a medida que se avanza en profundidad y las
bacterias magnetotaacutecticas utilizan sus bruacutejulas internas para conocer
doacutende se encuentra lo maacutes profundo
Las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica son paralelas a la superficie de la
tierra solo en el ecuador en la medida que nos alejamos de alliacute las
liacuteneas de induccioacuten se inclinan hacia la tierra hasta llegar a ser perpen-
diculares en los polos En el hemisferio sur salen de la tierra formando
un aacutengulo y en el hemisferio norte entran en la tierra de manera que
las bacterias que viven en el hemisferio norte al orientarse hacia el
norte van efectivamente hacia lo maacutes profundo Y como era de espe-
rar se comproboacute que las bacterias del hemisferio sur en vez de seguir
el norte se orientan al sur En el ecuador se encuentra una mezcla de
bacterias tipo lsquonortersquo y tipo lsquosurrsquo En experimentos realizados en el
laboratorio la inversioacuten artificial de los campos norte y sur llevoacute a una
inversioacuten de la polaridad de las bacterias en un teacutermino de 8 semanas
Otros ejemplos
Se ha descubierto que las abejas poseen material magneacutetico en la parte
anterior del abdomen el magnetismo parece desarrollarse en el estado
de crisaacutelida y persiste luego en los adultos Tambieacuten existe material
magneacutetico en la anguila particularmente en los huesos del craacuteneo de la
columna vertebral y la faja pectoral En la cabeza y el cuello de las
palomas mensajeras se ha encontrado material ferromagneacutetico en es-
tructuras visibles a simple vista (05 - 2 mm) entre la membrana que
cubre el sistema nervioso central (duramadre) y el craacuteneo Cuando el
material se observa al microscopio electroacutenico aparece una sustancia
opaca de aproximadamente 01 microacutemetros de espesor constituida por
cristales negros de magnetita Tambieacuten se ha encontrado magnetita en
mamiacuteferos especialmente en el delfiacuten comuacuten del Paciacutefico (Delphinus
delphis) aunque esta sustancia magneacutetica se ha localizado en muchas
partes de la cabeza la regioacuten de mayor concentracioacuten se encuentra unos
2 cm detraacutes de la cresta formada por la sutura de las partes occipitales
parietales y frontales en la parte izquierda de la hoz cerebral entre el
craacuteneo y la duramadre
47
Los tiburones poseen un complejo sistema de deteccioacuten electromag-
neacutetico disperso en su cabeza (aacutempulas electrorreceptoras de Lorenzini)
Las aacutempulas estaacuten unidas por canales conductores gelatinosos Cuando
el tiburoacuten avanza con una cierta velocidad va atravesando las compo-
nentes horizontales del campo magneacutetico terrestre Esto crea una dife-
rencia de potencial eleacutectrico en las aacutempulas Como la piel del tiburoacuten
tiene una resistividad muy alta no aparece una diferencia de potencial
detectable entre la superficie ventral y dorsal del animal Sin embargo
la alta conductividad de los canales siacute ocasiona una diferencia de poten-
cial notable en las aacutempulas (A Kalmijn IEEE Trans Magn 17 1113
1981) El umbral de deteccioacuten del campo eleacutectrico por las aacutempulas se
considera cercano a los 2 μVm (iexcleste es el valor del campo que se ob-
tendriacutea con una bateriacutea corriente si los bornes estuvieran separados a
750 km) Una sensibilidad tan extraordinaria sugiere que la magneto-
rrecepcioacuten mediante la induccioacuten magneacutetica es perfectamente posible
Es decir el tiburoacuten utilizariacutea la deteccioacuten del voltaje inducido para de-
terminar su posicioacuten relativa a las liacuteneas de induccioacuten del campo mag-
neacutetico terrestre
Cada antildeo miles de ballenas y delfines quedan varados vivos o
muertos en las playas de todo el mundo Lo mismo puede encallar un
solo animal que toda una manada Algunos de estos animales son viejos
y enfermos pero tambieacuten hay muchos joacutevenes y fuertes A pesar de que
los encallamientos ocurren con frecuencia no siempre se ha podido
encontrar una explicacioacuten razonable de este comportamiento Algunos
de estos sucesos son faacuteciles de explicar los animales mueren en el mar
y las corrientes los llevan hasta la playa Pero cuando los animales que
quedan varados estaacuten vivos es mucho maacutes difiacutecil encontrar una explica-
cioacuten Una de las muchas teoriacuteas que existen es que el encallamiento
ocurre donde las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico terrestre
cruzan la liacutenea de la costa razoacuten por la cual los animales pierden su
orientacioacuten
Se han llevado a cabo gran cantidad de experimentos para verificar
el sentido de orientacioacuten magneacutetica de muchos animales sometieacutendolos
a la accioacuten de campos magneacuteticos y estudiando su comportamiento bajo
diferentes condiciones los experimentos preferidos son con palomas
mensajeras aunque tambieacuten se experimenta con insectos peces hellip y
hasta con personas Algunos experimentos proporcionan evidencia a
favor de un sistema de orientacioacuten fundamentado en el campo magneacuteti-
co de la tierra otros no
Figura 29 Orientacioacuten magneacutetica Posible explicacioacuten
del por queacute tantas ballenas y delfines quedan embarran-
cados en las playas (ver texto)
No obstante a pesar de los muacuteltiples experimentos auacuten no se ha po-
dido idear un posible mecanismo que explique coacutemo se logra la orien-
tacioacuten En las bacterias magnetotaacutecticas el mecanismo de orientacioacuten es
muy simple funciona incluso con la bacteria muerta En un organismo
maacutes complejo debiera existir alguna conexioacuten de la sustancia magneacutetica
con el sistema nervioso para poder explicar la conducta de orientacioacuten
observada pero tal conexioacuten auacuten no se ha encontrado Como conse-
cuencia aunque no es difiacutecil encontrar escritos que dan por sentado que
muchas aves se guiacutean en sus migraciones por una combinacioacuten visual y
magneacutetica muchos biofiacutesicos no creen que la sensibilidad al campo
magneacutetico de los animales superiores esteacute comprobada y el tema se
encuentra auacuten abierto a la investigacioacuten
Magnetizacioacuten teacutecnica Hasta 1821 solo se conociacutea el campo magneacutetico asociado a los imanes
permanentes En ese antildeo el cientiacutefico daneacutes Hans Christian Oersted
mientras mostraba a sus amigos el flujo de una corriente eleacutectrica en un
alambre notoacute que el paso de la corriente haciacutea que la aguja de una bruacute-
jula cercana se moviera El nuevo fenoacutemeno fue estudiado en detalle
con posterioridad por Andreacute-Marie Ampegravere quien fue el primero en
demostrar que dos alambres conductores paralelos por los que circula
una corriente continua en el mismo sentido se atraen a causa del campo
magneacutetico asociado a la corriente Si los sentidos de la corriente son
opuestos los alambres se repelen
La direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas al
alambre con corriente cumple la regla de la mano derecha si se orienta
el pulgar en el sentido de la corriente los restantes dedos de la mano
indican el sentido de giro de las liacuteneas de induccioacuten alrededor del alam-
bre (figura 210)
Figura 210 Experimento de Oersted La bruacutejula tiende a orientarse parale-
la a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas a la corriente Las liacuteneas
de induccioacuten forman circunferencias conceacutentricas alrededor del alambre en
toda su longitud
Un enrollado de alambre conductor con muchas vueltas en paralelo
actuacutea como un electroimaacuten cuando se le hace pasar una corriente eleacutec-
trica Sus propiedades magneacuteticas son ideacutenticas a las de un imaacuten per-
manente (figura 211) El clavo de hierro en la figura actuacutea como un
nuacutecleo ferromagneacutetico que refuerza notablemente las propiedades del
electroimaacuten por la contribucioacuten de la magnetizacioacuten M del material
Mediante los electroimanes es posible generar campos magneacuteticos
de gran intensidad Aplicando esos campos a una sustancia ferromagneacute-
tica ldquodurardquo es posible fabricar imanes permanentes artificiales
La tecnologiacutea de construccioacuten de los imanes artificiales ya tiene maacutes
de 100 antildeos y ha posibilitado obtener imanes cada vez maacutes pequentildeos
con campos magneacuteticos cada vez maacutes intensos Los imanes sinteacuteticos
actuales poseen muchiacutesima maacutes energiacutea y poder de atraccioacuten que la
magnetita natural (figura 212)
Figura 211 A Electroimaacuten de construccioacuten casera con un
nuacutecleo de hierro (clavo) B Electroimaacuten industrial de gran
potencia
Figura 212 Efectos sorprendentes obtenidos con superimanes sinteacuteticos mo-
dernos de neodimio-hierro-boro
Grabacioacuten magneacutetica La singular propiedad que poseen los materiales duros de conservar la
magnetizacioacuten permite utilizarlos como elementos de memoria o alma-
cenamiento de datos El primer instrumento de registro y lectura mag-
neacutetica el telegraacutefono fue inventado en 1898 por el ingeniero daneacutes
Valdemar Poulsen Como sistema grabador utilizaba una cinta de acero
y un pequentildeo electroimaacuten o cabezal en forma de herradura Mediante
un circuito eleacutectrico lograba convertir las sentildeales sonoras en impulsos
magneacuteticos Los impulsos orientaban en forma codificada los dominios
magneacuteticos de la cinta mientras se deslizaba sobre los polos del electro-
imaacuten movida por un sistema mecaacutenico auxiliar Posteriormente se
podiacutea reproducir el sonido haciendo pasar la cinta sobre los polos de
otro electroimaacuten que haciacutea las veces de lector o reproductor La cinta
en movimiento previamente magnetizada induciacutea en la bobina del
electroimaacuten una pequentildea diferencia de potencial eleacutectrico Esa sentildeal
podiacutea ser amplificada y convertida de nuevo en sonido mediante otro
circuito electroacutenico que decodifica la grabacioacuten magneacutetica
Uno de los soportes que llegoacute a ser muy popular para grabar cintas
de audio y video ya obsoleto fue el casete compacto con cinta de dos o
cuatro pistas Estas cintas se construiacutean utilizando alguacuten material mag-
neacutetico finamente pulverizado (usualmente oacutexidos de hierro o cromo)
disperso en un material plaacutestico suficientemente flexible y resistente El
cabezal de grabacioacuten era un electroimaacuten muy pequentildeo de varios miliacute-
metros de longitud y con los polos muy proacuteximos separados solamente
por fracciones de miliacutemetro Para lsquoborrarrsquo la cinta se haciacutea pasar una
corriente alterna por el electroimaacuten El campo variable que genera esta
corriente desordena totalmente los dominios magneacuteticos en la cinta y el
sistema queda listo para grabar nuevamente Sistemas similares de gra-
bacioacuten y lectura magneacutetica se utilizan actualmente en tarjetas de creacutedi-
to de teleacutefonos de identificacioacuten o en boletos y tickets de uso muacuteltiple
del metro y de los autobuses urbanos en algunos paiacuteses
En el denominado disco duro (HDD) de las computadoras la graba-
cioacuten magneacutetica se lleva a cabo sobre una peliacutecula metaacutelica muy delgada
mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco (un pe-
quentildeo electroimaacuten que cambia la orientacioacuten magneacutetica de los domi-
nios magneacuteticos o una magnetorresistencia lectora figura 213)
52
En los primeros disquetes o discos flexibles de 3frac12 pulgadas ya
tambieacuten desplazados por las memorias USB (Universal Serial Bus) la
grabacioacuten se hace sobre micropartiacuteculas de oacutexido magneacutetico dispersas
en un plaacutestico semirriacutegido al igual que en las tarjetas de creacutedito o de
identificacioacuten Si un disquete una cinta o una tarjeta magneacutetica se acer-
can por descuido a un imaacuten permanente o a un electroimaacuten la informa-
cioacuten grabada en forma codificada en los dominios magneacuteticos puede
que se destruya de forma irreversible aunque macroscoacutepicamente el
disquete o la cinta no muestren el menor dantildeo fiacutesico
El campo asociado a las sustancias magneacuteticas puede ser afectado
por factores como la temperatura los campos externos intensos los
choques tensiones vibraciones radiaciones y el tiempo transcurrido
Los primeros imanes sinteacuteticos tendiacutean a desmagnetizarse muy faacutecil-
mente los actuales conservan casi invariables sus propiedades magneacute-
ticas a temperatura ambiente con el paso del tiempo Los imanes mo-
dernos tampoco son afectados sensiblemente por los demaacutes factores
mencionados excepto en casos extremos
Figura 213 Figura 02-13 Disco duro (HDD) Los maacutes re-
cientes poseen 4 o maacutes brazos moacuteviles Tomado de
httpwwwtaringanetpostsinfo2392240Ensamblaje-de-
pchtml
53
Apeacutendice SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Es posible considerar el inicio de lo que hoy se conoce como Sistema
Internacional de Unidades (SI) a partir de la implantacioacuten en Francia
del Sistema Meacutetrico Decimal (SMD) a finales de los 1700 Poco des-
pueacutes de la implantacioacuten del SMD se elaboraron dos patrones de platino
iridio el metro y el kilogramo que fueron registrados de forma oficial
en ese paiacutes a mediados de 1799 (figuras 214 y 215)
El kilogramo patroacuten auacuten se mantiene La definicioacuten del metro se ha
modificado varias veces a lo largo de los antildeos con el fin de disminuir
cada vez maacutes la incertidumbre en las comparaciones con los patrones
secundarios de otros paiacuteses La 17a Conferencia General de la Oficina
Internacional de Pesos y Medidas (BIPM en el idioma original Bureau
International des Poids et Mesures) adoptoacute el acuerdo de que a partir
de 1983 el metro se definiera como la distancia que recorre la luz en el
vaciacuteo durante un intervalo de 1299 792 458 de segundo
Las obligaciones del BIPM incluyen la actualizacioacuten de un sistema
global de unidades para que exista unicidad en la presentacioacuten de los
descubrimientos cientiacuteficos e innovaciones en la industria y en el co-
mercio internacional El Buroacute tambieacuten se encarga de promover la im-
portancia de la metrologiacutea para la ciencia la industria y la sociedad y
de velar por la calidad de los patrones primarios contra los que se com-
paran los patrones secundarios del resto del mundo
Con ese fin colabora con otras agencias internacionales coordina
eventos cientiacuteficos publica informes perioacutedicos proporciona servicios
para la correcta calibracioacuten de instrumentos y patrones realiza activi-
dades cientiacuteficas y teacutecnicas en sus propios laboratorios para beneficio
de los estados miembros y coordina el mejoramiento del Sistema Inter-
nacional de Unidades organizando conferencias generales
El primero de enero de 2015 el BIPM contaba con 55 estados
miembros y 41 asociados a las conferencias Entre los miembros per-
manentes 7 de ellos son latinoamericanos Argentina Brasil Chile
Colombia Meacutexico Uruguay y Venezuela Entre los asociados se en-
cuentran otros 7 Bolivia Costa Rica Cuba Ecuador Panamaacute Para-
guay y Peruacute Es usual que cada paiacutes cuente con su propia oficina de
pesas y medidas aunque hay paiacuteses donde la denominacioacuten es diferente
y se hace un eacutenfasis mayor en la metrologiacutea que en los patrones
Figura 214 Patrones secundarios del metro patroacuten prima-
rio (distancia entre dos marcas en la superficie de la ba-
rra)
Figura 215 Prototipo internacional del kilogramo
55
El Sistema Internacional de Unidades reconoce 7 magnitudes fun-
damentales definidas a partir del criterio operacional que consiste en
describir la forma en que se mide cada magnitud (tabla A1) Cualquier
otra magnitud es una magnitud derivada obtenida a partir de foacutermulas
o expresiones matemaacuteticas que reflejan alguna propiedad fiacutesica
TABLA A1
Magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de
Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
de la unidad Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eleacutectrica ampere A
Temperatura termodinaacutemica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
En la tabla A2 aparecen las unidades derivadas del Sistema Interna-
cional traducidas al castellano junto a su correcta denominacioacuten Note
que los nombres de las magnitudes se escriben con minuacutescula aunque
siguen la ortografiacutea del correspondiente apellido que le dio origen en el
idioma original ie no se castellanizan Con excepcioacuten del metro el
kilogramo el segundo el mol y la candela los siacutembolos se escriben con
mayuacutescula En adicioacuten se reconocen dos magnitudes y unidades su-
plementarias el aacutengulo plano (radiaacuten [rad]) y el aacutengulo soacutelido (esterra-
diaacuten [sr])
En muchos paiacuteses las normas que regulan las unidades de medida y
su terminologiacutea alcanzan la categoriacutea de ley En Cuba estaacuten definidas
por el Decreto-ley 92 de fecha 30 de diciembre de 1982 que tambieacuten
regula la equivalencia con las unidades de otros sistemas de medida
56
TABLA A2
Magnitudes derivadas del Sistema Internacional de Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
Relacioacuten con otras unidades
Frecuencia hertz Hz s-1
Fuerza newton N kgms2
Presioacuten pascal Pa Nm2
Energiacutea trabajo joule J Nm
Potencia watt W Js
Carga eleacutectrica coulomb C As
Potencial fuerza electro-
motriz volt V JC WA
Capacidad farad F CV
Resistencia eleacutectrica ohm Ω VA
Conductancia siemens S AV
Flujo magneacutetico weber Wb Vs
Induccioacuten magneacutetica tesla T Wbm2
Inductancia henry H WbA
Flujo luminoso lumen lm cdsr
Luminancia lux lx lmm2
Actividad radiactiva becquerel Bq Is
Dosis de radiacioacuten absor-
bida gray Gy Jkg
Dosis equivalente slevert Sv Jkg
57
BIBLIOGRAFIacuteA DEL APEacuteNDICE
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httpphysicsnistgovcuuUncertaintybasichtml
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httpwwwnccubaindustriacuDocumentosDL206220SIPDF
httpwwwbipmorgenmeasurement-unitshistory-si
httpwwwbipmorgenabout-us
Ley de Metrologiacutea 19511 BsAs 2372 Accesible en
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Ley No 15298 Sistema de unidades de medida 22jul982
httpwwwparlamentogubuyleyesAccesoTextoLeyaspLey=15298
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httpwwwnormalizaciongobec
httpwwwbipmorgutilscommonpdfsi_summary_enpdf
wwwineccgobmxpublicacionesdownloadsimexico1pdf
58
CAPIacuteTULO 3
CORRIENTE ELEacuteCTRICA
Carga eleacutectrica El rayo es la manifestacioacuten maacutes espectacular de los fenoacutemenos eleacutectri-
cos en la naturaleza pero no es ni mucho menos la uacutenica En los paiacuteses
de clima seco es bastante comuacuten que los objetos se electricen a causa
del rozamiento Ponerse o quitarse un abrigo afelpado o sinteacutetico en
invierno puede ser suficiente para lograr que el cuerpo adquiera una
cantidad apreciable de carga eleacutectrica Posteriormente al tocar cual-
quier objeto unido a tierra se puede originar una descarga brusca en el
punto de contacto que se manifiesta como una intensa vibracioacuten de
corta duracioacuten (el tiacutepico corrientazo)
En las regiones geograacuteficas de clima muy seco es comuacuten que la des-
carga vaya acompantildeada de emisioacuten de sonido e incluso de luz en forma
de chispas claramente visibles en la penumbra El fuego de San Telmo
es el nombre tradicional que se le da en Espantildea a una descarga eleacutectrica
luminosa que puede aparecer durante tormentas fuertes en objetos pro-
minentes suele verse en campanarios en los extremos de los maacutestiles y
de las alas de los aviones en la proa de los barcos y a veces cerca de
la cabeza de una persona o en las astas del ganado El nombre tiene su
origen en que los antiguos marinos del Mediterraacuteneo lo consideraban
una sentildeal enviada por su patroacuten San Telmo
La electrizacioacuten por frotamiento o triboelectricidad es conocida des-
de la antiguumledad De hecho el primer fenoacutemeno eleacutectrico artificial que
se observoacute fue la propiedad que presentan algunas sustancias como el
aacutembar que al ser frotadas con piel o lana son capaces de atraer objetos
pequentildeos El aacutembar es una resina foacutesil que en tiempos prehistoacutericos fue
exudada por diferentes aacuterboles coniacuteferos ahora extinguidos Suele ser
de color amarillo tostado Se encuentra en trozos redondeados e irregu-
lares en granos o en gotas es algo fraacutegil y emana un olor agradable
cuando se frota En la antiguumledad se obteniacutea en la costa sur del mar
Baacuteltico donde auacuten se sigue hallando Su nombre griego es electroacuten de
donde surgioacute el concepto electricidad
Una varilla de vidrio frotada con seda tambieacuten posee una capacidad
similar a la del aacutembar para atraer objetos no cargados Pero dos varillas
de vidrio frotadas con seda se repelen mientras que la misma varilla
atrae al aacutembar frotado con lana lo que indica la existencia de dos tipos
de electrizacioacuten o lsquocarga eleacutectricarsquo (Figura 31) Al vidrio frotado con
seda se le atribuyoacute arbitrariamente una carga positiva (+) mientras que
la carga del aacutembar frotado con lana es negativa (-)
Figura 31 Interaccioacuten entre cuerpos cargados Dos
varillas con carga de igual signo se repelen Si las cargas
son de signo opuesto se atraen
El franceacutes Charles Coulomb establecioacute las relaciones numeacutericas en-
tre los valores de las cargas y sus interacciones tanto de atraccioacuten como
de repulsioacuten En 1777 inventoacute la balanza de torsioacuten para medir las fuer-
zas de atraccioacutenrepulsioacuten cuantitativamente En la Figura 32 al girar
el cabezal de suspensioacuten es posible compensar las fuerzas eleacutectricas
gracias a la torsioacuten aplicada al hilo Los valores numeacutericos se obtienen
determinando el aacutengulo que el cabezal debe rotar para llevar las cargas
a su posicioacuten inicial
Con esta balanza Coulomb pudo establecer el principio que rige la
interaccioacuten entre las cargas eleacutectricas la ley de Coulomb Esta ley esta-
blece que la fuerza de interaccioacuten F entre dos cargas puntuales q1 y q2
(partiacuteculas de tamantildeo tan reducido que es posible no tomar en cuenta
sus dimensiones) es proporcional al producto de las cargas e inversa-
mente proporcional al cuadrado de la distancia r de separacioacuten En no-
tacioacuten matemaacutetica
q q1 2F α 2r
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga es el
coulomb (C) la distancia r estaacute en metros y la fuerza F se mide en new-
ton (N)
Este resultado es muy parecido al que se obtiene cuando se analiza
la interaccioacuten entre polos magneacuteticos Sin embargo existe una diferen-
cia fundamental las cargas positivas y negativas existen por separado
pero no es posible separar los polos magneacuteticos como se expresoacute en el
capiacutetulo 2
61
Figura 32 Balanza de torsioacuten
de Coulomb La partiacutecula de
carga q2 tiene un contrapeso
no cargado al otro lado de la
barra para equilibrar su masa
En su estado normal el nuacutemero de electrones en cualquier aacutetomo es
siempre igual al nuacutemero de protones de aquiacute que el aacutetomo en conjunto
es eleacutectricamente neutro Y cualquier cuerpo constituido por ellos tam-
bieacuten lo seraacute Sin embargo los cuerpos pueden adquirir electrones en
exceso o perderlos y entonces se cargan negativa o positivamente
Un cuerpo con exceso de electrones posee una carga neta negativa
mientras que si posee un defecto de electrones estaraacute cargado positiva-
mente Al frotar el vidrio con la seda los electrones que se encuentran
maacutes cercanos a la superficie son arrancados del vidrio pasando a la
seda y dejando atraacutes un defecto de carga negativa Ese defecto se tradu-
ce en el exceso de carga positiva que adquiere el vidrio por ese motivo
el vidrio y la seda adquieren la misma magnitud de carga pero de sen-
tido contrario el uno positiva y la otra negativa
Esta es una caracteriacutestica general del comportamiento de las cargas
en la naturaleza lo que aparece como carga positiva en un lugar siem-
pre debe aparecer como carga negativa en otro Dicho de otra forma la
suma de cargas positivas y negativas en cualquier sistema cerrado
siempre seraacute constante Esta ley universal se conoce como principio de
conservacioacuten de la carga La otra ley fundamental asociada a la cargas
eleacutectrica es su cuantificacioacuten la carga eleacutectrica estaacute cuantificada o
cuantizada Este principio reconoce el hecho de que cualquier carga es
siempre un muacuteltiplo entero de la carga del electroacuten y de que es imposi-
ble obtener una carga de menor valor Pero como la carga del electroacuten
es tan pequentildea (asymp 160 x 10-19 C) en los caacutelculos y aplicaciones ma-
croscoacutepicas siempre se puede considerar que la carga variacutea de manera
continua
El campo eleacutectrico iquestCoacutemo explicar la interaccioacuten a distancia entre cargas eleacutectricas sin
contacto directo similar a la interaccioacuten que tiene lugar entre los polos
magneacuteticos de los imanes La explicacioacuten es tambieacuten similar a la que
ofrece el magnetismo Se considera que las cargas eleacutectricas modifican
el espacio que las rodea creando un campo eleacutectrico capaz de interac-
cionar con otras cargas Mientras que el campo magneacutetico se representa
mediante liacuteneas de induccioacuten magneacutetica el campo eleacutectrico se repre-
senta mediante liacuteneas de fuerza que se dibujan en forma similar a las
liacuteneas de induccioacuten
62
El valor o intensidad de campo eleacutectrico se designa usualmente por
la letra E y en el Sistema Internacional de Unidades tiene dimensiones
de newtoncoulomb (NC) aunque muchas veces se prefiere utilizar el
equivalente voltmetro (Vm)
El campo eleacutectrico y el magneacutetico son esencialmente diferentes pe-
ro no son totalmente independientes como quedaraacute esclarecido maacutes
adelante Los campos eleacutectricos estaacuteticos interaccionan con las cargas
eleacutectricas y generan corrientes pero no interaccionan con los imanes
Los campos magneacuteticos asociados a las corrientes interaccionan con los
polos magneacuteticos de un imaacuten pero no lo hacen con las cargas eleacutectricas
en reposo Sin embargo siacute interaccionan con las cargas en movimiento
y con las corrientes eleacutectricas que no son maacutes que cargas en movimien-
to en el interior de los conductores Para la mejor comprensioacuten del lec-
tor en la tabla 31 se muestran estas propiedades de forma resumida
TABLA 31
Interaccioacuten de los campos estaacuteticos independientemente
de cual sea su origen
Campo electrostaacutetico Campo magnetostaacutetico
No interaccionan entre siacute pero siacute lo hacen con
Cargas eleacutectricas en reposo y en
movimiento
(pero no con los polos magneacuteti-
cos)
Cargas en movimiento (pero no en
reposo)
Corrientes eleacutectricas
Si hay corrientes hay campo eleacutec-
trico Polos magneacuteticos
Conductor y dieleacutectrico
Existen materiales donde los electrones se encuentran muy deacutebilmente
ligados a los aacutetomos de manera que pueden lsquosaltarrsquo sin dificultad de un
aacutetomo a otro y moverse con facilidad en el seno del material Se deno-
minan conductores En caso contrario cuando los electrones se encuen-
tran fuertemente ligados al aacutetomo y resulta difiacutecil lograr que se despla-
cen de un lado a otro tenemos un aislador o dieleacutectrico
63
Unos pocos materiales no son conductores pero tampoco no tan
buenos aislantes como los dieleacutectricos (por ejemplo el grafito y el sili-
cio) y se denominan semiconductores
Todos los metales como el oro la plata el aluminio y el cobre son
buenos conductores Tambieacuten lo son las sales fundidas y muchas diso-
luciones asiacute como los gases ionizados La madera seca el papel la
goma los plaacutesticos los gases inertes los aceites el maacutermol y el vidrio
son dieleacutectricos
La facilidad con que un determinado material puede o no transportar
las cargas eleacutectricas en su seno se mide por su conductividad designada
usualmente por la letra griega sigma () En el SI de unidades se mide
en siemensmetro (Sm) El inverso de la conductividad es la resistivi-
dad (letra griega rho) que mide justamente lo contrario la oposicioacuten
del material al paso de las cargas eleacutectricas Se mide en ohm-metro
(m) Una resistividad pequentildea indica una gran conductividad y vice-
versa en lenguaje matemaacutetico y son reciacuteprocos = 1
En un metal buen conductor de la electricidad es del orden de 2 x
10-8 m mientras que para un mal conductor como el vidrio puede
variar en dependencia del tipo de vidrio entre 1010 y 1014 m El sili-
cio un semiconductor tiene una resistividad de 640 Ωm Observe que
entre los valores extremos hay una diferencia de 22 oacuterdenes (es decir
un uno seguido de 22 ceros)
En el caso de los liacutequidos y gases la conductividad no es electroacutenica
sino ioacutenica Los portadores de carga no son los electrones sino aacutetomos
o moleacuteculas ionizados (aniones y cationes) con un exceso o defecto de
electrones (Figura 33)
Figura 33 Formacioacuten de aniones y cationes
64
Un ion se forma cuando un aacutetomo neutro o un grupo de aacutetomos gana
o pierde uno o maacutes electrones Un aacutetomo que pierde un electroacuten forma
un ion de carga positiva o catioacuten El que gana un electroacuten forma un ion
de carga negativa o anioacuten Al disolverse en agua la sal de mesa produ-
ce aniones de cloro y cationes de sodio en disolucioacuten El agua pura es
un dieleacutectrico y conduce muy mal la corriente eleacutectrica pero el agua
salada es un buen conductor de la electricidad
La presencia de iones en el cuerpo humano hace que este se compor-
te internamente como un conductor aceptable de la electricidad Y en la
parte externa la conductividad de la piel puede variar apreciablemente
en dependencia de su grosor y de si estaacute seca o huacutemeda
Interaccioacuten con un campo externo iquestQueacute sucede cuando un soacutelido conductor de la electricidad se coloca en
una regioacuten donde existe un campo eleacutectrico Como dentro del conduc-
tor las cargas tienen gran movilidad los electrones son atraiacutedos hacia el
origen del campo hasta neutralizar totalmente las liacuteneas de fuerza El
campo eleacutectrico es apantallado por las cargas moacuteviles y su valor en el
interior del conductor se hace cero (Figura 34) Cuando cesa el movi-
miento de las cargas y se alcanza el equilibrio las liacuteneas de fuerza que-
dan perpendiculares a la superficie del conductor (No podriacutea ser de
otra manera Si no fueran perpendiculares existiriacutean componentes del
campo paralelos a la superficie y las cargas nunca alcanzariacutean el estado
de equilibrio) El efecto de apantallamiento tiene lugar de la misma
forma en un conductor con cavidades o sin ellas
Para que las cargas puedan escapar fuera de la superficie (produc-
cioacuten de chispas por ionizacioacuten del aire que rodea al conductor) se nece-
sitan campos eleacutectricos muy intensos
iquestQueacute sucede si en vez de un conductor colocamos un dieleacutectrico no
conductor en la regioacuten donde existe el campo eleacutectrico En los dieleacutec-
tricos los electrones portadores de carga eleacutectrica no pueden moverse
libremente y el campo eleacutectrico no seraacute apantallado como en el conduc-
tor Sin embargo las nubes electroacutenicas siacute pueden reordenarse dentro
de cada moleacutecula bajo la accioacuten del campo externo causando una cierta
distorsioacuten en las liacuteneas de fuerza aunque no tan intensa como en el
65
caso de los conductores El comportamiento no es exactamente el mis-
mo en soacutelidos y liacutequidos ni tampoco si el dieleacutectrico estaacute constituido
por moleacuteculas polares o no polares
Figura 34 Distorsioacuten de las liacuteneas de fuerza del campo
eleacutectrico en presencia de un conductor
Sustancias polares y no polares Muchas moleacuteculas aunque eleacutectricamente neutras poseen polaridad a causa de la distribucioacuten asimeacutetrica de sus nubes electroacutenicas que origi-nan centros no coincidentes de carga positiva y negativa Se denominan moleacuteculas polares Las moleacuteculas simeacutetricas no poseen esta propiedad son no polares La denominacioacuten tambieacuten se aplica a las sustancias formadas por esas moleacuteculas sustancias polares y no polares
La distribucioacuten asimeacutetrica se caracteriza por tener un dipolo eleacutectri-
co asociado que puede representarse graacuteficamente por dos cargas de
igual magnitud (q) y signos contrarios separadas una distancia L ( Fi-
gura 35) En el dipolo las liacuteneas de fuerza salen de la carga positiva y
terminan en la negativa El momento del dipolo tiene un valor p = qL
66
Figura 35 Dipolo eleacutectrico
Liacutequidos y gases polares Las moleacuteculas de liacutequidos y gases pueden fluir Significa que pueden
rotar y trasladarse libremente de un lugar a otro dentro del recipiente
que las contiene (y de ahiacute que a liacutequidos y gases se les llame fluidos
indistintamente) Un ejemplo tiacutepico de moleacutecula polar de este tipo es la
moleacutecula de agua constituida por dos aacutetomos de hidroacutegeno y uno de
oxiacutegeno colocados en forma asimeacutetrica (Figura 36)
Figura 36 Dipolo eleacutectrico de la moleacutecula de agua
67
Al formarse los enlaces quiacutemicos los electrones de los aacutetomos de
hidroacutegeno son atraiacutedos hacia el oxiacutegeno creaacutendose una distribucioacuten
asimeacutetrica de cargas aparece un exceso de carga negativa en un extre-
mo de la moleacutecula y positiva en el otro Por convenio el momento
dipolo de la moleacutecula estaacute dirigido de (-) a (+) desde el aacutetomo de oxiacute-
geno hacia los aacutetomos de hidroacutegeno como indica la flecha en la Figura
36
En los liacutequidos y gases polares cuando se aplica un campo eleacutectrico
externo las moleacuteculas rotan y tienden a orientarse paralelas a la direc-
cioacuten del campo La parte negativa es atraiacuteda hacia el origen del campo
mientras que la positiva es repelida Si se aplica un campo eleacutectrico a
un recipiente con agua u otro liacutequido dieleacutectrico las moleacuteculas se orde-
nan de forma tal que aparece un exceso de carga en las paredes del re-
cipiente (Figura 37) El campo eleacutectrico se atenuacutea parcialmente en el
interior del liacutequido pero sin que llegue a anularse en su totalidad
Figura 37 Un dieleacutectrico polar liacutequido en el cam-
po eleacutectrico mostrando la orientacioacuten de los dipo-
los y la atenuacioacuten de las liacuteneas de fuerza
Un dieleacutectrico muy importante es el agua Constituye 50 a 90 de
la masa total de los organismos vivos Cuando el campo eleacutectrico inter-
acciona con los tejidos la presencia del agua en los fluidos del cuerpo
atenuacutea considerablemente la penetracioacuten del campo hacia los tejidos
maacutes internos Ademaacutes hay que tener en cuenta que tambieacuten estaraacuten
presentes diferentes iones que pueden moverse con mayor o menor
libertad en el seno del correspondiente fluido proporcionaacutendole a eacuteste
propiedades conductoras que pueden favorecer auacuten maacutes el apantalla-
miento Este uacuteltimo efecto resulta difiacutecil de evaluar a causa de la solva-
tacioacuten de los iones
Solvatacioacuten El proceso de disolucioacuten de un soacutelido trae aparejado la remocioacuten de
aacutetomos de las posiciones fijas a las que estaban sujetos formaacutendose
iones que quedan rodeados por las moleacuteculas del disolvente (el solva-
to) Los iones solvatados se atraen entre siacute con menor fuerza que en el
soacutelido y el efecto depende tanto de la naturaleza quiacutemica de la sustan-
cia disuelta como del disolvente Al aplicar un campo externo a la diso-
lucioacuten el comportamiento se veraacute afectado por todos los factores que
influyen en la solvatacioacuten ademaacutes de las estrictamente relacionadas
con las propiedades de los dipolos
Soacutelido polar Los aacutetomos o moleacuteculas de un soacutelido no pueden desplazarse de su lugar
al interaccionar con un campo eleacutectrico externo solo pueden oscilar
alrededor de sus posiciones fijas de equilibrio Sin embargo cuando el
campo eleacutectrico actuacutea sobre las nubes electroacutenicas del soacutelido estas se
redistribuyen con resultados similares a lo que ocurre en gases y liacutequi-
dos Aparece un exceso de cargas de signo contrario en las superficies
maacutes cercanas y alejadas del campo respectivamente y el campo eleacutectri-
co en el interior se atenuacutea Usualmente la atenuacioacuten es menor que en
los liacutequidos
Sustancias no polares En los liacutequidos y soacutelidos no polares tiene lugar un proceso parecido al
que ocurre en las sustancias polares Aunque inicialmente no existe un
momento dipolo en las moleacuteculas el campo eleacutectrico externo deforma
las nubes electroacutenicas que antes eran simeacutetricas y crea dipolos induci-
dos que se comportan en forma similar a los permanentes Como es de
esperar el efecto de apantallamiento y la atenuacioacuten del campo en el
interior del cuerpo considerado seraacute bastante menor que el caso de las
moleacuteculas polares
69
En resumen el apantallamiento eleacutectrico y la atenuacioacuten del campo
en el interior de los dieleacutectricos tienen lugar en mayor o menor grado en
todos ellos cualquiera sea su composicioacuten e independientemente de si
sus moleacuteculas forman dipolos permanentes o no La permitividad rela-
tiva εr una magnitud adimensional da una medida de la capacidad que
tienen las diferentes sustancias para polarizarse y por tanto para apan-
tallar el campo eleacutectrico En la tabla 32 se muestran algunos valores
tiacutepicos
TABLA 32
Permitividad relativa de algunos materiales
Material εr (adimensional)
Vaciacuteo 100000
Aire 100054
Papel 35
Porcelana 65
Tefloacuten 21
Oacutexido de titanio 100
Agua 78
La atenuacioacuten de los campos electrostaacuteticos en el interior de los or-
ganismos vivos hace difiacutecil su posible aplicacioacuten con fines terapeacuteuticos
Para que atraviesen la piel y penetren en el organismo de manera efec-
tiva se necesitan campos de gran intensidad de difiacutecil manipulacioacuten y
con alto riesgo de accidentes La intensidad de campo necesaria es tal
que puede llegar a ionizar el aire que rodea al sujeto generando chispas
y causando quemaduras en la piel El proceso es similar a la descarga
de un rayo pero a mucha menor escala
No ocurre asiacute con el campo magneacutetico que posee un poder de pene-
tracioacuten mucho mayor en los tejidos bioloacutegicos que el campo eleacutectrico
Aplicando campos magneacuteticos variables en el tiempo de baja intensidad
en el exterior de un sujeto se pueden generar campos eleacutectricos en su
interior sin riesgo de dantildeo eleacutectrico Sin embargo los campos genera-
dos tambieacuten seraacuten variables en el tiempo no electrostaacuteticos En el capiacute-
tulo IV se analiza con mayor detalle la interaccioacuten entre campos eleacutectri-
cos y magneacuteticos 70
Corriente continua y fuerza electromotriz Con anterioridad se explicoacute que cuando un conductor interacciona con un campo eleacutectrico externo las cargas se redistribuyen y van hacia la superficie de forma que apantallan el campo en el interior del conduc-tor
Cuando el campo eleacutectrico se aplica en el interior de un alambre
conductor el resultado es diferente Mientras se suministre suficiente
energiacutea para mantener la presencia del campo los electrones se man-
tendraacuten continuamente en movimiento dirigieacutendose hacia el origen del
campo y creando una corriente continua La intensidad (i) de la corrien-
te se define como la cantidad de carga eleacutectrica que atraviesa cualquier
seccioacuten transversal S del alambre en un segundo (figura 38) Su unidad
en el Sistema Internacional de Unidades es el ampere (A) en honor de
Andreacute-Marie Ampegravere matemaacutetico y fiacutesico franceacutes Por convenio el
sentido de la corriente se toma contrario al sentido del movimiento de
los electrones como si se movieran cargas positivas en vez de las nega-
tivas Si q es la carga eleacutectrica que atraviesa la superficie S en un inter-
valo de tiempo t entonces la corriente promedio se calcula como i =
qt
Figura 38 S es el aacuterea de la seccioacuten transversal del alambre
El campo E se encuentra dentro del conductor
Es posible mantener la presencia continua de un campo eleacutectrico no
equilibrado en el interior de un conductor cuando se posee la fuente
adecuada de energiacutea Una fuente con estas caracteriacutesticas se llama fuer-
za electromotriz o FEM Su valor se expresa en volts (V) en honor del
fiacutesico italiano Alessandro Volta Existen FEM de diversos tipos
71
Pila y bateriacutea
Las pilas producen energiacutea eleacutectrica a partir de una reaccioacuten quiacutemica
La bateriacutea consiste en una serie de pilas conectadas en serie para obte-
ner una FEM mayor Las hay recargables y no recargables En las pilas
recargables la reaccioacuten quiacutemica se invierte para alcanzar nuevamente el
estado inicial de maacutexima carga La primera pila reversible tambieacuten
llamada acumulador fue inventada en 1859 por el fiacutesico franceacutes Gas-
ton Planteacute La pila de Planteacute de plomo y aacutecido es la que maacutes se utiliza
en la actualidad Su ventaja principal es que a partir de un volumen
relativamente pequentildeo puede producir suficiente energiacutea para arrancar
un motor su principal desventaja es que se agota raacutepidamente Emplea
una disolucioacuten diluida de aacutecido sulfuacuterico como conductor ioacutenico o elec-
troacutelito para transportar la corriente el electrodo negativo es de plomo y
el positivo de dioacutexido de plomo Al recargar la pila las reacciones quiacute-
micas se invierten hasta que los productos quiacutemicos vuelven a su con-
dicioacuten original (o casi) El acumulador se agota finalmente porque con
el tiempo el aacutecido sulfuacuterico se transforma en agua maacutes sulfato de plo-
mo Estas pilas tienen una vida uacutetil de unos cuatro antildeos y su FEM es de
aproximadamente 2V Otros tipos de pilas recargables maacutes recientes
son la alcalina de niacutequel-cadmio que utiliza un electroacutelito de hidroacutexido
de potasio y las de niacutequel-hidruro La pila no recargable maacutes comuacuten es
la pila Leclancheacute o pila seca inventada por el quiacutemico franceacutes Georges
Leclancheacute en los antildeos sesenta del siglo XIX La pila seca que se utiliza
actualmente es muy similar al invento original El electroacutelito es una
mezcla pastosa de cloruro de amonio y cloruro de cinc El electrodo
negativo es de cinc igual que la parte exterior de la pila y el positivo es
una varilla de carboacuten rodeada por una mezcla de carboacuten y dioacutexido de
manganeso Esta pila produce una FEM de 15 V Otras pilas no recar-
gables muy utilizadas actualmente son las alcalinas y las de litio
Generador electrostaacutetico
Los generadores o dinamos producen la FEM a partir de movimientos
mecaacutenicos como el de rotacioacuten de las aspas de una turbina o el girar de
una rueda Los hay de dos tipos a) los electrostaacuteticos que utilizan el
rozamiento para separar las cargas eleacutectricas y b) los electromagneacuteti-
cos en los que se genera corriente desplazando mecaacutenicamente un con-
ductor a traveacutes de un campo magneacutetico Estos uacuteltimos se describen en
otro capiacutetulo
El generador electrostaacutetico es una maacutequina que permite obtener dife-
rencias de potencial muy elevadas mediante un mecanismo de friccioacuten
similar al del vidrio frotado con seda aunque en este caso se emplean
otros materiales Fue desarrollado en 1931 por el fiacutesico estadounidense
Robert Jemison Van de Graaff Consiste en una columna aislante con
una esfera metaacutelica hueca montada en su parte superior (figura 39)
Una correa de material dieleacutectrico que gira continuamente mediante
alguacuten motor auxiliar une un rodillo en la base de la columna con otro
situado en la parte superior y en contacto con la esfera Gracias a la
friccioacuten la correa transporta continuamente las cargas eleacutectricas extraiacute-
das de un peine metaacutelico de puacuteas afiladas en la base de la columna has-
ta el interior de la esfera Alliacute las cargas son retiradas por otros peines y
terminan finalmente en la superficie de la esfera conductora a causa de
la repulsioacuten A medida que la correa va recogiendo cargas y las trans-
porta a la esfera va surgiendo una diferencia de potencial con la tierra
que puede alcanzar hasta 5 millones de volt La Figura 39 tambieacuten
muestra el efecto de aplicar un alto potencial al cuerpo humano debi-
damente aislado de la tierra Como las cargas de igual signo se repelen
y van a la superficie del cuerpo los pelos de la modelo tienden a man-
tenerse separados del craacuteneo y entre siacute causando un efecto sorprenden-
te Los generadores de Van de Graaff se utilizan como fuentes de alto
voltaje para comprobar la calidad de los aisladores que se usan en las
redes eleacutectricas de alto voltaje Tambieacuten se emplean en los centros de
investigacioacuten dedicados al estudio de las partiacuteculas subatoacutemicas como
fuente energizante en las primeras etapas de los aceleradores de partiacutecu-
las
Figura 39 Generador de Van de Graaff Adaptado de
httpwwwgearslutzcom y httpcommons wikime-
diaorgwikiFileVan_de_graaf_generatorsvg
Celda solar
Son dispositivos capaces de convertir directamente la luz solar o la de
otras fuentes luminosas en energiacutea eleacutectrica El corazoacuten de la celda es
alguna sustancia semiconductora fotosensible como un cristal de silicio
muy delgado al que se le han antildeadido cantidades muy pequentildeas de
otras sustancias en forma de impurezas Cuando la luz incide contra el
cristal los electrones son arrancados de sus posiciones de equilibrio y
son expulsados a una de las superficies del cristal (efecto fotovoltaico)
Alliacute se hacen pasar por un circuito externo creando una corriente eleacutec-
trica para hacer funcionar laacutemparas o diferentes equipos eleacutectricos o
electroacutenicos Las celdas solares tienen una vida muy larga y hoy diacutea se
utilizan dondequiera que haya suficiente luz solar Cada diacutea son maacutes
populares pues constituyen una fuente de energiacutea limpia verde o eco-
loacutegica que no contamina la atmoacutesfera ni contribuye al calentamiento
global
Termoelectricidad
Consiste en el surgimiento de una FEM a partir de diferencias de tem-
peratura Si se unen o sueldan por ambos extremos dos alambres de
diferente naturaleza y una de las uniones se mantiene a una temperatura
superior a la otra aparece una corriente eleacutectrica entre las uniones ca-
liente y friacutea El fenoacutemeno fue observado en 1821 por el fiacutesico alemaacuten
Thomas Seebeck y se conoce como efecto Seebeck A los alambres
soldados capaces de generar la FEM se les llama termopares
Piezoelectricidad
Es posible generar energiacutea eleacutectrica mediante dispositivos que producen
una fuerza electromotriz a partir de una presioacuten o fuerza mecaacutenica que
causa una deformacioacuten en un material con propiedades especiales El
fenoacutemeno se denomina lsquoefecto piezoeleacutectricorsquo vocablo que viene del
griego piezein (presionar) Los dispositivos piezoeleacutectricos se han vuel-
to muy populares para generar la chispa de los encendedores de bolsi-
llo
74
Circuito de corriente continua Una FEM con sus bornes o extremos conectados a un sistema de alam-
bres conductores u otros dispositivos que permitan el paso de la co-
rriente eleacutectrica forma un circuito de corriente continua Por convenio
se considera que la corriente sale del polo o borne positivo de la FEM y
entra por el negativo En el circuito de la figura 310 cuando la corrien-
te atraviesa un alambre conductor muy fino ubicado dentro de la laacutempa-
ra (el filamento) da lugar a que aparezca luz y calor El aire dentro de la
laacutempara se extrae previamente para evitar la oxidacioacuten del filamento a
causa de las altas temperaturas que se alcanzan
Figura 310 Circuito simple de corriente continua
El volt no representa energiacutea sino energiacutea por unidad de carga Co-
mo la unidad de energiacutea es el joule (J) significa que dimensionalmen-
te volt = joulecoulomb Cuando la capacidad de entregar energiacutea por
unidad de carga se refiere a dos puntos de un circuito y no a una FEM
se denomina diferencia de potencial y se designa usualmente por la
letra V
En cualquier circuito una parte de la energiacutea entregada por la FEM
siempre se disipa elevando la temperatura del alambre y generando
calor al medio ambiente El incremento de temperatura es causado por
cierto lsquorozamiento o viscosidadrsquo interna que se opone al movimiento de
los electrones dentro del alambre La ley de Joule establece que la can-
tidad de calor producida en un conductor por el paso de la corriente
eleacutectrica cada segundo es proporcional a su resistencia R y al cuadrado
de la intensidad de la corriente (i2) En siacutembolos matemaacuteticos P = i2R
donde P es la energiacutea disipada en la unidad de tiempo o potencia La
resistencia R de un alambre se relaciona con la resistividad del mate-
rial por la expresioacuten ρl
R =S
donde l es la longitud del alambre y S el
aacuterea de su seccioacuten transversal
La resistencia de los alambres y otros materiales no siempre juega
un papel negativo como disipador de energiacutea tambieacuten se utilizan resis-
tencias para regular los voltajes en muchos dispositivos electroacutenicos
Un dispositivo construido expresamente para que funcione haciendo el
papel de una resistencia pura se denomina resistor aunque tambieacuten es
comuacuten llamar al dispositivo igual que la propiedad que lo caracteriza
resistencia La ley de Ohm establece la relacioacuten entre la corriente la
resistencia y la diferencia de potencial VR en los extremos de un resis-
tor VR = iR En la tabla 33 aparecen algunos valores tiacutepicos de la resis-
tividad de diversos materiales
TABLA 33
Resistividad de algunas sustancias
Sustancia (m) Caracteriacutesticas
Plata 147x10-8
Conductor Cobre 169x10-8
Aluminio 283x10-8
Silicio 640 Semiconductor
Madera 108 - 1011 Dieleacutectrico
Vidrio 1010 - 1014
Superconductividad
Descubierta en 1911 por el fiacutesico holandeacutes Heike Kamerlingh Onnes la
superconductividad es la propiedad que tienen algunos conductores de
no ofrecer resistencia al paso de la corriente cuando se enfriacutean por de-
bajo de cierta temperatura criacutetica Tc Las temperaturas criacuteticas son muy
pequentildeas por ejemplo en determinadas aleaciones de niobio-germanio
Tc = -24995 oC y se necesita helio liacutequido un refrigerante caro y poco
eficaz para que se produzca el fenoacutemeno Compuestos ceraacutemicos des-
cubiertos maacutes recientemente permiten usar nitroacutegeno liacutequido como
refrigerante para obtener la superconductividad La temperatura del
nitroacutegeno liacutequido es de -196 degC enfriacutea con una eficacia 20 veces mayor
que el helio liacutequido y cuesta 10 veces menos Sin embargo la fragilidad
de los compuestos ceraacutemicos hace muy difiacutecil conformarlos en forma
de hilos o cintas para utilizarlos como conductores de la corriente
Como los superconductores no poseen resistencia y no se calientan
al pasar la corriente se utilizan para fabricar electroimanes que produ-
cen campos magneacuteticos muy intensos empleando grandes corrientes
Estos superimanes se aplican en la investigacioacuten cientiacutefica en equipos
meacutedicos de diagnoacutestico en el estudio de materiales y en la construccioacuten
de potentes aceleradores de partiacuteculas Utilizando superconductores
tambieacuten se han desarrollado dispositivos que miden la corriente eleacutectri-
ca el voltaje y el campo magneacutetico con una sensibilidad sin preceden-
tes
Encontrar superconductores capaces de trabajar a temperaturas maacutes
altas es un requisito previo para desarrollar otras muchas aplicaciones
Entre ellas se encuentran computadoras maacutes raacutepidas y con mayor capa-
cidad de memoria reactores de fusioacuten nuclear en los que el plasma se
mantenga confinado por campos magneacuteticos mejores trenes de levita-
cioacuten magneacutetica de alta velocidad y tal vez lo maacutes importante una ge-
neracioacuten y transmisioacuten maacutes eficiente de la energiacutea eleacutectrica
Corriente alterna
Cuando la corriente eleacutectrica se comporta de forma tal que el sentido de
su recorrido en el circuito se invierte perioacutedicamente se estaacute en presen-
cia de una corriente alterna En la Figura 311 en (A) se representa el
valor de una FEM de corriente continua al transcurrir el tiempo su
valor E no variacutea En (B) aparece la representacioacuten anaacuteloga para una
FEM de corriente alterna El valor de la FEM en cada borne cambia
perioacutedicamente de positivo a negativo al transcurrir el tiempo al igual
que el sentido de la corriente en el circuito
77
Figura 311 Representacioacuten de una FEM continua (A) y
alterna (B) Los signos + y ndash indican el cambio de senti-
do de la corriente en el circuito
La corriente alterna es la principal fuente de energiacutea eleacutectrica en to-
do el mundo tanto en aplicaciones industriales como en el hogar La
corriente de la red comercial en Ameacuterica variacutea el sentido de su recorri-
do con una frecuencia de 60 veces por segundo (El inverso de la fre-
cuencia es el periacuteodo tiempo que tarda la corriente en realizar una osci-
lacioacuten completa) Como la polaridad de una FEM alterna tambieacuten cam-
bia continuamente de (+) a (-) y viceversa en los circuitos de corriente
alterna se utiliza preferiblemente el teacutermino voltaje para indicar las
diferencias de potencial que tambieacuten variacutea de sentido continuamente
Las leyes que rigen los circuitos de corriente alterna difieren radi-
calmente de las leyes de los circuitos de corriente continua En la co-
rriente alterna hay que tomar en cuenta que la corriente y el voltaje no
oscilan siempre al uniacutesono sino que se retrasan o adelantan la una res-
pecto al otro en dependencia del circuito especiacutefico analizado Esas
leyes no seraacuten objeto de anaacutelisis en este libro
La corriente alterna posee una serie de ventajas en comparacioacuten con
la corriente continua una de ellas es que proporciona menos peacuterdidas
de energiacutea durante su transmisioacuten hasta el consumidor Pero la maacutes
importante es que permite seleccionar los voltajes adecuados a cada
circuito mediante un sencillo dispositivo electromagneacutetico que no tiene
piezas moacuteviles el transformador que se describe en detalle en otro
capiacutetulo
78
CAPIacuteTULO 4
INTERACCIONES ELECTROMAGNEacuteTICAS Y ONDAS DE RADIO
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Con anterioridad se vio que los campos estaacuteticos magneacutetico y eleacutectrico
no son capaces de interaccionar el uno con el otro Ademaacutes cada uno
actuacutea sobre cargas e imanes de forma independiente como si el otro no
estuviera presente Tambieacuten se dijo que el campo magneacutetico no interac-
ciona con las cargas en reposo pero siacute lo hace con las cargas en movi-
miento
Cuando una partiacutecula cargada se mueve en una regioacuten del espacio
donde hay un campo magneacutetico estaacutetico aparece una fuerza sobre la
carga que en todo momento es perpendicular a la direccioacuten de su mo-
vimiento y a las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico A causa de
esa fuerza magneacutetica la partiacutecula cargada cambiaraacute la direccioacuten de su
movimiento (pero sin que su energiacutea variacutee) Y lo seguiraacute haciendo
mientras siga interaccionando con el campo En realidad el efecto de-
pende del movimiento relativo de la carga respecto al campo y vicever-
sa Si la carga estaacute en reposo y es el campo quien estaacute en movimiento
tambieacuten apareceraacuten fuerzas sobre la carga
iquestY queacute sucede cuando tenemos un campo magneacutetico que variacutea con
el tiempo iquestY un campo eleacutectrico en similares condiciones Pues resul-
ta que los campos magneacuteticos variables en el tiempo siempre tienen
asociado un campo eleacutectrico tambieacuten variable Y el efecto inverso
tambieacuten tiene lugar los campos eleacutectricos variables generan campos
magneacuteticos
Siempre que un campo variable se encuentre presente eleacutectrico o
magneacutetico el otro tambieacuten lo estaraacute De aquiacute que cuando se desean
examinar sus efectos resulta estrictamente obligatorio analizarlos con-
juntamente so pena de cometer errores garrafales en la interpretacioacuten
de los resultados
Ley de Faraday-Lenz En 1831 Michael Faraday descubrioacute el fenoacutemeno de induccioacuten
magneacutetica Y ese mismo antildeo demostroacute que era posible generar una
corriente en un circuito a partir de otra en un circuito cercano e inde-
pendiente del primero
El acoplamiento entre los circuitos ocurre al interaccionar los cam-
pos magneacuteticos variables generados por las corrientes tambieacuten varia-
bles en el tiempo El campo magneacutetico generado por una de las corrien-
tes es capaz de inducir campos eleacutectricos que dan origen a otra corrien-
te en el otro circuito Veamos esto en detalle
La figura 41 ilustra lo que sucede cuando se establece una corriente
variable en el tiempo en una espira de alambre conductor La corriente
en la espira izquierda tiene asociado su correspondiente campo magneacute-
tico que da origen a un campo eleacutectrico en la otra espira (no mostrado
en la figura) Ese campo eleacutectrico actuacutea sobre los electrones de la otra
espira como si fuera una FEM convencional creando una corriente Si
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo la corriente no aparece El
resultado tambieacuten depende del nuacutemero de liacuteneas de induccioacuten magneacuteti-
ca que atraviesen el aacuterea S Si la espira es paralela a las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica no habraacute corriente (en la figura 41 la espira derecha
estariacutea rotada 90 grados)
Figura 41 Corriente inducida en una es-
pira de alambre conductor
80
Sin embargo tambieacuten aparece corriente en la espira derecha cuando
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo pero el aacuterea S encerrada
por la espira y perpendicular a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica siacute lo
hace (por ejemplo si la espira de la derecha oscila o gira alrededor de
un eje vertical) De manera que el aacutengulo θ que forman el aacuterea S y las
liacuteneas de induccioacuten magneacutetica tambieacuten tiene importancia en la genera-
cioacuten de posibles corrientes en la espira
Se encuentra experimentalmente que la FEM inducida en la espira
(ind) es igual a la variacioacuten del flujo = BScos en la unidad de tiem-
po
ind t
Este resultado se conoce como Ley de Faraday La letra griega
(delta) indica siempre la variacioacuten del correspondiente paraacutemetro Por
ejemplo si t indica la variable tiempo t = t ndash to donde t y to represen-
tan un instante final e inicial respectivamente
Se puede predecir el sentido que tendraacute la corriente en la espira a
partir de la Ley de Lenz Esta ley establece que el sentido de la FEM (y
de la corriente inducida) es tal que siempre se opone a la causa que la
produce Fue bautizada en honor a su descubridor Heinrich Friedrich
Emil Lenz y es usual designarla indistintamente como ley de Faraday-
Lenz
El principio de funcionamiento de los generadores eleacutectricos se fun-
damenta en la ley de Faraday-Lenz La variacioacuten del flujo en una espira
de alambre conductor que gira dentro de un campo magneacutetico produce
una FEM capaz de generar corriente en un circuito La FEM y la co-
rriente generadas pueden ser tanto continuas como alternas en depen-
dencia de coacutemo se dispongan conexiones de la espira rotatoria con el
circuito externo
Dinamo Un generador electromagneacutetico o dinamo es un mecanismo capaz de
convertir energiacutea mecaacutenica en energiacutea eleacutectrica sobre la base de la ley
de Faraday-Lenz El maacutes sencillo que se conoce es el dinamo de disco
desarrollado por el propio Faraday Consiste en un disco conductor de
cobre que va montado sobre un eje que pasa por su centro la parte del
disco entre el centro y el borde queda situada entre los polos de un imaacuten
de herradura (Figura 42) Cuando el disco se hace girar con una mani-
vela aparece una FEM continua entre el centro y el borde
Figura 42 El primer generador electromecaacutenico el di-
namo de disco de Faraday Tomado de
httpwwwastrovirginiaedu
El movimiento relativo entre el disco y el imaacuten hace que las fuerzas
magneacuteticas actuacuteen sobre los electrones deacutebilmente ligados del disco
creando una corriente eleacutectrica que siempre va en el mismo sentido El
dispositivo tambieacuten se puede adaptar para funcionar a la inversa como
un motor aplicando una FEM externa entre el borde y su centro lo que
haraacute girar el disco
Cualquier generador moderno tiene dos partes fundamentales un
imaacuten permanente (o un electroimaacuten) que proporciona el campo magneacute-
tico y la armadura estructura que sostiene los conductores que cortan
el campo magneacutetico en su movimiento y transportan la corriente indu-
cida La armadura es usualmente un nuacutecleo de hierro laminado alrede-
dor del cual se enrollan en bobinas los cables conductores
El campo magneacutetico de un imaacuten permanente es bastante fuerte como
para hacer funcionar un dinamo pequentildeo los de mayor capacidad gene-
radora utilizan electroimanes
El principio de operacioacuten de un generador de corriente alterna se
muestra en la figura 43 Es bastante similar al de la corriente continua
con algunos cambios que mejoran la eficiencia de la conversioacuten energeacute-
tica y hacen que el sentido de la FEM se invierta perioacutedicamente
Enormes generadores de este tipo movidos por turbinas impulsadas
por la fuerza hidraacuteulica (plantas hidroeleacutectricas) por el vapor de agua
(plantas termoeleacutectricas y atomoeleacutectricas) o por el viento (eoacutelicas) son
los encargados de producir la mayor parte de la energiacutea eleacutectrica que se
consume en el planeta
Figura 43 Generacioacuten de una corriente alterna
Transformadore e inductor
El transformador es un dispositivo muy utilizado en circuitos eleacutectricos
y electroacutenicos No posee partes moacuteviles y funciona basado en la ley de
Faraday-Lenz La red eleacutectrica comercial utiliza estos dispositivos para
elevar el voltaje y transmitir la energiacutea eleacutectrica a grandes distancias
pues asiacute el proceso resulta mucho maacutes eficiente y las peacuterdidas de ener-
giacutea en los alambres mucho menores
Los transformadores tambieacuten se utilizan para reducir el alto voltaje y
poder llevar la energiacutea hasta las viviendas de una forma menos peligro-
sa (110 y 220 V para aplicaciones no industriales) Cuando la diferencia
de potencial entre el alambre conductor y la tierra es muy alta el aire se
ioniza parcialmente en los alrededores del alambre y se vuelve conduc-
tor Si hay otro objeto cercano unido a tierra puede saltar una chispa
causando quemaduras e incluso volatilizando parte de los cuerpos que
intervengan en la conduccioacuten Las corrientes que se generan pueden ser
de miles de amperes como comparacioacuten el motor de arranque de un
automoacutevil consume solo unos pocos amperes
Para ser eficientes los transformadores de potencia deben disipar la
menor cantidad posible de energiacutea durante su funcionamiento una disi-
pacioacuten de tan solo 05 en un gran transformador genera enormes
cantidades de peacuterdidas por calor Los transformadores de la red comer-
cial disponen de un circuito de refrigeracioacuten que utiliza aceite para el
enfriamiento El aceite circula por dentro del transformador y disipa el
calor mediante radiadores externos La inmensa mayoriacutea de los equipos
electroacutenicos tambieacuten utilizan transformadores de distinto tipo para ajus-
tar el voltaje suministrado por la red comercial al que realmente necesi-
tan sus circuitos
Un transformador estaacute formado esencialmente por un nuacutecleo de ma-
terial ferro o ferrimagneacutetico blando cuya funcioacuten es la de concentrar y
reforzar las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica y dos enrollados de alambre
con diferente nuacutemero de vueltas N1 y N2 el primario y el secundario
Cuando se hace circular una corriente alterna por el enrollado primario
se genera un campo magneacutetico tambieacuten alterno proporcional a N1 Ese
campo magneacutetico alterno es reforzado y guiado por el nuacutecleo ferro-
magneacutetico hasta el enrollado secundario donde induce una FEM que es
proporcional a N2 Controlando el nuacutemero de vueltas N1 y N2 es posible
regular la relacioacuten entre el voltaje a la salida y a la entrada del trans-
formador ya que a partir de la ley de Faraday se obtiene que los volta-
jes en el primario y secundario guardan la relacioacuten aproximada V1V2 =
N1 N2 (Figura 44)
Figura 44 Transformador e inductor
Otro dispositivo muy usado en la electroacutenica que funciona sobre la
base de la ley de Faraday-Lenz es el inductor o inductancia Un induc-
tor no es maacutes que una bobina sencilla con un nuacutecleo de material ferro o
ferrimagneacutetico blando Al aplicar un voltaje alterno la corriente varia-
ble que se establece crea un campo magneacutetico y una FEM inducida que
seguacuten Lenz se opone a la causa que lo origina es decir se opone al
paso de la corriente
Mientras mayor es la frecuencia de la sentildeal y mayor la variacioacuten del
campo en el tiempo mayor es la oposicioacuten que presenta el inductor por
el contrario cuando la frecuencia disminuye la oposicioacuten es cada vez
menor Si la corriente no variacutea (frecuencia cero) el flujo magneacutetico no
variacutea (t = 0) y por tanto no hay FEM inducida que se oponga a la
corriente Como resultado el inductor es un dispositivo que no afecta
notablemente la corriente continua pero se opone al paso de la corrien-
te alterna La oposicioacuten se mide por la reactancia inductiva XL = 2
L donde L es un factor caracteriacutestico del inductor (su inductancia) A
mayor frecuencia mayor oposicioacuten A diferencia del resistor un in-
ductor disipa poco calor al paso de la corriente por efecto Joule pues el
enrollado de aleacioacuten de cobre o aluminio posee una resistividad muy
baja
Los capacitores ndashdispositivos que trabajan almacenando cargas y
campos eleacutectricos- tambieacuten se oponen al paso de la corriente alterna
pero al contrario de los inductores no dejan pasar la corriente conti-
nua y su oposicioacuten al paso de la corriente disminuye cuando aumenta
la frecuencia En este caso el paraacutemetro caracteriacutestico es la reactancia
capacitiva 1
X =C2πνC
donde C es la capacidad del condensador
Es necesario gastar o consumir energiacutea para crear un campo magneacute-
tico pero esa energiacutea no se pierde Se almacena en el campo magneacutetico
y se revierte nuevamente al circuito al variar el sentido de la corriente
en cada ciclo Sin embargo a causa de la histeacuteresis y de las corrientes
inducidas que aparecen en el nuacutecleo ferromagneacutetico en cada ciclo
siempre se pierde una pequentildea cantidad de energiacutea en forma de calor
Este calor es adicional al que se pierde en los alambres por efecto Joule
En combinacioacuten con los capacitores los inductores se utilizan en
circuitos resonantes y filtros que permiten sintonizar o separar una fre-
cuencia determinada (o un pequentildeo intervalo de frecuencias) de una
mezcla de sentildeales con un intervalo amplio de frecuencias Es el meacutetodo
utilizado en los receptores de radio y TV para seleccionar o sintonizar
una frecuencia especiacutefica entre todas las que se reciben en la antena
Radiacioacuten electromagneacutetica
No es necesario que un circuito esteacute presente para que el campo magneacute-
tico genere un campo eleacutectrico Incluso en el vaciacuteo un campo magneacuteti-
co variable en el tiempo siempre tendraacute asociado su correspondiente
campo eleacutectrico
El campo eleacutectrico generado de esta manera posee la caracteriacutestica
de que sus liacuteneas de fuerza son cerradas y de direccioacuten perpendicular a
las del campo magneacutetico En la Fiacutesica esos campos se denominan no
conservativos porque son capaces de entregar energiacutea al realizar un
ciclo cerrado Cuando ocurre lo contrario el campo es conservativo
Si un campo magneacutetico variable actuacutea sobre un cuerpo conductor
macizo el campo eleacutectrico inducido es capaz de engendrar o generar
corrientes en el seno del cuerpo las denominadas corrientes de Fou-
cault Si ese campo magneacutetico incide sobre el cuerpo humano el campo
eleacutectrico asociado seraacute capaz de generar corrientes alternas en su inte-
rior
Como se expresoacute al inicio la naturaleza de los campos eleacutectricos y
magneacuteticos es tal que el efecto inverso tambieacuten tiene lugar un campo
eleacutectrico variable en el tiempo da origen a un campo magneacutetico Por
tanto los campos eleacutectricos y magneacuteticos variables no son independien-
tes siempre se presentan conjuntamente y de ahiacute la denominacioacuten de
campo electromagneacutetico
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
La aceleracioacuten es la relacioacuten que existe entre la variacioacuten de la veloci-
dad de un cuerpo y el tiempo que tarda en ocurrir esa variacioacuten Consi-
derando una partiacutecula que se mueve a lo largo de una recta si to repre-
senta la lectura del reloj cuando la velocidad era vo y t una lectura pos-
terior cuando la velocidad tiene otro valor v la aceleracioacuten media am en
ese intervalo se calcula por la expresioacuten am = (v-vo) (t-to) lo que tam-
bieacuten se indica como a = ΔvΔt En esas condiciones la aceleracioacuten pue-
de ser tanto positiva (la velocidad aumenta al transcurrir el tiempo)
como negativa (la velocidad se reduce)
Las cargas eleacutectricas aceleradas son capaces de generar campos
electromagneacuteticos en forma de ondas que se propagan en el espacio Es
posible crear estas ondas mediante una antena con dos extremos abier-
tos o terminales que alternadamente se cargan positiva y negativamente
(dipolo) La tiacutepica antena de televisioacuten es un dipolo pero que solo se
usa para recibir y no para emitir ondas electromagneacuteticas
86
Un tipo de antena emisora muy comuacuten es la antena Marconi Se tra-
ta de una barra o varilla vertical que forma la mitad del dipolo mientras
que la tierra actuacutea como la otra mitad Este tipo de antena tambieacuten se
utiliza en automoacuteviles y teleacutefonos inalaacutembricos (Figura 45) En este
caso la parte metaacutelica del automoacutevil o teleacutefono actuacutea como la otra mitad
del dipolo En los teleacutefonos celulares las antenas tipo Marconi evolu-
cionaron hacia las maacutes eficientes antenas fractales que permiten ocul-
tar la antena completamente en el interior del equipo (figura 46)
Figura 45 Propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacutetica
Los campos magneacuteticos generan campos eleacutectricos y vice-
versa La sentildeal radiada se propaga con la velocidad de la
luz
Figura 46 Figura 04-06 Interior de un teleacutefono celular
mostrando la antena fractal en el recuadro a la derecha (al-
fombra de Sierspinski)
Cuando la antena tiene las dimensiones adecuadas al aplicarle una
FEM alterna se logra que emita radiaciones al espacio que la rodea
Operando sobre la FEM y modificaacutendola de manera adecuada es posi-
ble usar la radiacioacuten para transmitir informacioacuten de todo tipo (sonido
imaacutegenes informacioacuten digitalizada) La energiacutea radiada se propaga a la
velocidad de la luz unos 300 000 kiloacutemetros por segundo en el vaciacuteo y
algo menor en otros medios
Espectro electromagneacutetico James Clerk Maxwell fiacutesico ingleacutes amplioacute las investigaciones de Mi-
chael Faraday sobre los campos electromagneacuteticos y logroacute encontrar las
relaciones matemaacuteticas que describen su comportamiento Sus resulta-
dos lo convirtieron en uno de los cientiacuteficos maacutes importantes del siglo
XIX Su obra maacutes importante es el Treatise on Electricity and Magne-
tism (1873) donde publicoacute su conjunto de cuatro ecuaciones diferen-
ciales o Leyes de Maxwell en las que se describe la naturaleza de los
campos electromagneacuteticos en teacuterminos de espacio y tiempo
Maxwell demostroacute que la propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacute-
tica en el vaciacuteo o en cualquier otro medio se describe de forma similar
a las ondas que se propagan en la superficie del agua cuando ocurre una
perturbacioacuten (por ejemplo como cuando se deja caer una piedra en
aguas tranquilas) La velocidad de propagacioacuten vp de la onda es la ve-
locidad con que se propaga o avanza la perturbacioacuten en el medio La
amplitud de la onda es el tamantildeo maacuteximo que alcanzan sus valles o
crestas al oscilar (figura 47) La intensidad de la onda se define como
la energiacutea por unidad de tiempo que es capaz de transportar a traveacutes de
la unidad de superficie perpendicular a la direccioacuten de propagacioacuten Se
mide en wattm2 Mientras mayor sea la amplitud de la onda mayor
seraacute su intensidad
Figura 47 Representacioacuten de una onda mecaacutenica
88
La distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos es la longi-
tud de onda (lambda) y el nuacutemero de veces que una cresta (o un va-
lle) se repite por segundo en una posicioacuten determinada es la frecuencia
(nuacute) de la onda Como se dijo anteriormente la frecuencia se expresa
en oscilaciones por segundo (Hz) La longitud de onda y la frecuencia
no son independientes Estos paraacutemetros se relacionan con la velocidad
de propagacioacuten por la expresioacuten vp =
En la onda que viaja por la superficie de una charca oscilan las mo-
leacuteculas de agua En la radiacioacuten electromagneacutetica lo que oscila son los
campos eleacutectrico y magneacutetico cada uno creando al otro continuamente
a medida que la onda avanza o se propaga con la velocidad de la luz
(Figura 48) Para tener una idea de lo que significa esta velocidad se
puede considerar que el periacutemetro de la tierra (su longitud) es de unos
40 000 kiloacutemetros por el ecuador Como en el vaciacuteo la luz recorre 300
000 km en un segundo en ese tiempo una onda de radio es capaz de dar
7 vueltas y media a la Tierra (En un medio diferente al vaciacuteo la veloci-
dad es algo menor pero muy poco)
Figura 48 Figura 04-08 Representacioacuten instantaacutenea de
una onda electromagneacutetica Los campos E y H son perpen-
diculares entre siacute y a la direccioacuten de propagacioacuten
Se le llama espectro electromagneacutetico al conjunto de todas las posibles
frecuencias con que puede presentarse una onda electromagneacutetica (tabla
41) Abarca una regioacuten muy amplia desde unas pocas decenas de Hz
hasta miles de millones de Hz Las propiedades de la onda electromag-
neacutetica variacutean notablemente en dependencia de su frecuencia las radia-
ciones de maacutes baja frecuencia constituyen las conocidas ondas de radio
(onda larga) la de maacutes alta frecuencia es la radiacioacuten gamma penetran-
te (de la letra griega ) que se produce en los elementos radiactivos o
en procesos subatoacutemicos tales como la aniquilacioacuten de un par electroacuten
positroacuten Las explosiones de supernovas y otros fenoacutemenos astrofiacutesicos
muy intensos tambieacuten generan cantidades apreciables de radiacioacuten γ
Dentro del intervalo comprendido entre las ondas de radio y la radia-
cioacuten γ se encuentran todas las demaacutes radiaciones onda corta radiacioacuten
infrarroja (IR) espectro visible ultravioleta (UV) y rayos X
TABLA 41
Espectro electromagneacutetico
f(Hz) (m) Denominacioacuten
102 - 1010 106 ndash 10-1 Ondas de radio
1010 - 1012 10-1 ndash 10-3 Microondas
1012 - 1014 10-3 ndash 10-6 Infrarrojo
1014 - 1015 10-6 ndash 10-7 Visible
1015 - 1016 10-7 ndash 10-8 Ultravioleta
1017 - 1020 10-9 ndash 10-11 Rayos X
gt 1020 lt 10-11 Rayos gamma
Los rayos gamma y los rayos X lsquodurosrsquo tienen una longitud de on-
da de entre 0005 y 05 nm (un nm o nanoacutemetro equivale a 10-9 m o
una milloneacutesima de miliacutemetro) Los rayos X lsquoblandosrsquo se superponen
con la radiacioacuten ultravioleta en longitudes de onda proacuteximas a los 50
nm El ultravioleta a su vez da paso a la luz visible que va aproxi-
madamente desde 380 hasta 760 nm Los rayos infrarrojos o radia-
cioacuten de calor se solapan con las frecuencias de radio de microondas
entre los 100000 y 400000 nm Por encima de esta longitud de onda
hasta unos 15000 metros el espectro estaacute ocupado por las diferentes
ondas de radio Maacutes allaacute de la zona de radio el espectro entra en la
regioacuten de bajas frecuencias cuyas longitudes de onda llegan a medir-
se en decenas de miles de kiloacutemetros
Transmisioacuten de sentildeales
Se reconoce al ingeniero italiano Guglielmo Marconi (1874-1937)
como el inventor del primer sistema praacutectico de transmisioacuten de in-
formacioacuten mediante sentildeales de radio a finales del siglo XIX En
1890 se interesaba por la telegrafiacutea sin hilos y hacia 1895 habiacutea in-
ventado un aparato con el que consiguioacute enviar sentildeales a varios kiloacute-
metros de distancia mediante una antena direccional En 1899 esta-
blecioacute la comunicacioacuten inalaacutembrica entre Inglaterra y Francia a traveacutes
del canal de la Mancha Las marinas italiana y britaacutenica pronto adop-
taron su sistema y hacia 1907 habiacutea alcanzado tal perfeccionamiento
que se establecioacute un servicio trasatlaacutentico de telegrafiacutea sin hilos para
uso puacuteblico
El descubrimiento de las ondas de radio dio lugar a un impetuoso
desarrollo de los medios de comunicacioacuten incluyendo la televisioacuten el
radar los sistemas de navegacioacuten la comunicacioacuten espacial y la telefo-
niacutea celular con infinidad de aplicaciones en otras ciencias como la me-
teorologiacutea y la astronomiacutea
Las ondas de radio son aquellas cuya frecuencia va desde unos po-
cos kilohertz (kHz) hasta 300 gigahertz (GHz) Un kilohertz equivale a
mil ciclos por segundo y un megahertz (MHz) a un milloacuten un gi-
gahertz equivale a 109 Hz o 1 000 MHz La denominada onda media de
los receptores de radio en amplitud modulada (AM) cubre el intervalo
535ndash1 605 kHz Las frecuencias mayores corresponden a las ondas
cortas de diferentes bandas
Las propiedades de las ondas de radio dependen de su frecuencia (o de su equivalente la longitud de onda ) por lo que usualmente se utili-zan ondas de radio de diferente para distintos fines Las ondas maacutes cortas poseen una frecuencia maacutes alta (maacutes oscilaciones por segundo) las maacutes largas tienen una frecuencia maacutes baja La relacioacuten entre y la frecuencia es
= c
donde c es la velocidad de la luz
En una atmoacutesfera uniforme la radiacioacuten electromagneacutetica se propa-
ga en liacutenea recta Como la superficie terrestre es praacutecticamente esfeacuterica
la comunicacioacuten radiofoacutenica a larga distancia solo es posible gracias a
que las ondas largas se reflejan en la ionosfera una regioacuten de la atmoacutes-
fera compuesta de varias capas de aire ionizado que se extiende desde
una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o
maacutes (Figura 49) En comparacioacuten la altura de vuelo de las liacuteneas aeacute-
reas comerciales es de 10 km
A estas alturas el aire estaacute enrarecido en extremo como si se hubiera hecho vaciacuteo con una bomba mecaacutenica Cuando las partiacuteculas gaseosas de la atmoacutesfera se ionizan a causa de la radiacioacuten ultravioleta del sol
tienden a permanecer ionizadas debido a las miacutenimas colisiones que se producen con otras partiacuteculas Estas partiacuteculas ionizadas son capaces de reflejar parcialmente las ondas de radio De ahiacute que soacutelo una parte de la energiacutea radiada por un transmisor hacia la ionosfera es transmitida ha-cia el exterior otra es absorbida y la restante es reflejada hacia la super-ficie de la Tierra Este uacuteltimo efecto permite la recepcioacuten de sentildeales de radio a distancias mucho mayores de lo que seriacutea posible con ondas que viajaran solo en liacutenea recta
Figura 49 Capas de la atmoacutesfera troposfera estratosfe-
ra mesosfera e ionosfera La curva quebrada indica la
temperatura seguacuten la escala superior
Las ondas de frecuencia superior a los 300 MHz ( lt 10 m) se sub-
dividen en cuatro categoriacuteas muy alta frecuencia (VHF del ingleacutes very
high frequency) ultra alta frecuencia (ultra high frequency UHF) su-
peralta frecuencia (super high frequency SHF) y extremadamente alta
frecuencia (extremely high frequency EHF) Estas ondas no se reflejan
en la ionosfera por lo que solo se pueden captar cuando el receptor se
encuentra en liacutenea recta con el emisor Sin embargo son muy uacutetiles en
las comunicaciones espaciales
Tambieacuten se usa el teacutermino microondas para designar las ondas elec-
tromagneacuteticas en la regioacuten de frecuencias UHF y EHF cuya longitud
de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm ( = 1 a 300
GHz) Las microondas tienen aplicaciones en las comunicaciones de
todo tipo viacutea sateacutelite en la meteorologiacutea la medicioacuten de distancias e
incluso se utilizan para cocinar alimentos en los hornos de microondas
En la tabla 42 aparece resumida la clasificacioacuten de las ondas de radio
de acuerdo con su frecuencia y su longitud de onda Al interaccionar
con la atmoacutesfera la atenuacioacuten no es la misma para todas las frecuen-
cias Las ondas con inferiores a unos pocos centiacutemetros son absorbi-
das por las gotas de agua o por las nubes las inferiores a 15 cm pueden
incluso quedar absorbidas por el vapor de agua que hay normalmente
en una atmoacutesfera limpia
TABLA 42
Clasificacioacuten de las ondas de radio
Frecuencia Denominacioacuten Abreviatura
3 ndash 30 kHz Muy baja frecuencia VLF 105 ndash 104 m
30-300 kHz Baja frecuencia LF 104 ndash 103 m
300-3 000 kHz Frecuencia media MF 103 ndash 102 m
3-30 MHz Alta frecuencia (on-
da corta)
HF 102 ndash 10 m
30-300 MHz Muy alta frecuencia VHF 10 ndash 1 m
300-3 000 MHz Frecuencia ultra alta UHF 1 m ndash 10 cm
3-30 GHz Frecuencia superalta SHF 10 ndash 1 cm
30-300 GHz Extremadamente alta EHF 1 cm ndash 1 mm
Transmisioacuten de potencia Horno de microondas
Una de las propiedades de la radiacioacuten de alta frecuencia al interaccio-
nar con muchos materiales es la de generar calor Los hornos de micro-
ondas funcionan en la regioacuten UHF a frecuencias cercanas a los 2 450
MHz La componente del campo eleacutectrico E de la onda interacciona
fuertemente con el momento dipolo eleacutectrico de las moleacuteculas del agua
93
y otras moleacuteculas polares que componen los alimentos Esas moleacuteculas
son forzadas a seguir las oscilaciones de la onda electromagneacutetica in-
crementaacutendose su movimiento de rotacioacuten y vibracioacuten al nivel micros-
coacutepico Un incremento microscoacutepico del movimiento se refleja en lo
macroscoacutepico como un aumento de temperatura que es transmitido a
los restantes aacutetomos y moleacuteculas por los mecanismos usuales de trans-
misioacuten del calor conveccioacuten conduccioacuten y radiacioacuten La conveccioacuten
se refiere al flujo circulatorio de gas o liacutequido desde las zonas maacutes ca-
lientes a las maacutes friacuteas la conduccioacuten al contacto directo entre soacutelidos
mientras que la radiacioacuten implica la transmisioacuten de calor por radiacioacuten
electromagneacutetica esencialmente en la regioacuten infrarroja-visible del es-
pectro (cap 5)
Las microondas no pueden penetrar en los recipientes metaacutelicos para
calentar la comida pues los metales reflejan las ondas de radio de la
misma forma que un espejo refleja la luz visible Sin embargo pueden
atravesar recipientes no metaacutelicos como vidrios ceraacutemicas o plaacutesticos
sin calentarlos para ser absorbidas solamente por los alimentos en su
interior Como la radiacioacuten penetra profundamente en los tejidos bioloacute-
gicos los alimentos se cocinan en profundidad a diferencia de lo que
ocurre en un horno convencional donde el calor se recibe solo en la
superficie y avanza lentamente de fuera hacia dentro Ademaacutes la ener-
giacutea solo se emplea en calentar los alimentos sin necesidad de elevar la
temperatura de los recipientes o de las paredes del horno Por ese moti-
vo los alimentos tardan menos en hornearse y se gasta mucha menos
energiacutea en el proceso
Cuando la intensidad de la radiacioacuten es muy alta la exposicioacuten a las
microondas puede ser muy peligrosa Tambieacuten es importante el tiempo
de exposicioacuten Tanto la alta intensidad como una larga exposicioacuten pue-
den ocasionar quemaduras cataratas oculares dantildeos en el sistema ner-
vioso o esterilidad Auacuten no se conocen bien los efectos de la exposi-
cioacuten a las microondas de baja intensidad durante largos periacuteodos
Cocina de induccioacuten
La cocina de induccioacuten trabajan a frecuencias mucho menores que las
de los hornos de microondas esencialmente en el intervalo de frecuen-
cias entre 20 y 100 kHz No calienta directamente los alimentos como
en los hornos sino que genera corrientes de Foucault en un material
ferromagneacutetico-resistivo adosado al fondo de la cazuela que finalmente
produce el calor que se emplea en cocinar los alimentos (figura 410)
Figura 410 Mecanismo del calentamiento por induccioacuten
Durante su funcionamiento el campo magneacutetico variable generado por
una bobina da origen a un campo eleacutectrico tambieacuten variable y ambos se
propagan en todas direcciones -no soacutelo como se muestra en la figura-
atravesando la vitroceraacutemica no absorbente Es la componente eleacutectrica
quien genera las corrientes y producen calentamiento por efecto Joule
en el material magneacutetico del fondo de la olla tal como ocurre en una
cocina de resistencia convencional
A diferencia de los hornos de microondas estas cocinas no se pue-
den utilizar con recipientes de loza barro tefloacuten o cualquier otro mate-
rial aislante Tampoco con cualquier recipiente de aluminio o cobre u
otro metal no magneacutetico pues a la frecuencia de trabajo de la cocina
estos metales reflejan la radiacioacuten electromagneacutetica con gran efectivi-
dad La otra diferencia esencial con los hornos de microondas donde
la radiacioacuten se mantiene confinada en su interior por paredes reflectan-
tes es que en una cocina de induccioacuten la radiacioacuten se dispersa en todas
direcciones generando contaminacioacuten electromagneacutetica en mayor o
menor grado
Investigaciones recientes muestran la posibilidad de efectos perjudicia-
les sobre los genes de diversos tipos de ceacutelulas mientras que por
95
otra parte no existen estudios que demuestren que ese intervalo de fre-
cuencias esas radiaciones sean inocuas especialmente a la intensidad
en que son emitidas con potencia suficiente para cocinar alimentos
Las posibles afectaciones incluyen efectos geneacuteticos en el feto en las
gestantes dada la cercaniacutea de la regioacuten abdominal a la fuente de radia-
ciones asiacute como roturas u otras alteraciones en los genes de espermato-
zoides y oacutevulos de personas adultas (ver artiacuteculo review de Lai H en
las referencias)
Estimacioacuten de distancias radar Los sistemas para medir distancias mediante la radiacioacuten estaacuten basados
en el radar palabra que se deriva del ingleacutes radio detection and ran-
ging El radar detecta objetos fuera del alcance de la vista y determina
a queacute distancia se encuentran al proyectar sobre ellos ondas de radio Se
comenzoacute a utilizar de manera generalizada durante la II Guerra Mun-
dial (1939-1945)
Su funcionamiento estaacute basado en la propiedad que tienen las ondas
electromagneacuteticas de reflejarse en determinadas superficies En un
equipo de radar un transmisor de radio de alta frecuencia emite un haz
de radiacioacuten durante un corto periacuteodo con una que puede ir desde
algunos centiacutemetros hasta cerca de 1 metro Los objetos que se hallan
en la trayectoria del haz reflejan las ondas de regreso hacia el transmi-
sor donde se coloca un receptor especialmente disentildeado para detectar-
las Midiendo por medios electroacutenicos el tiempo que tarda la sentildeal en ir
y regresar hasta el blanco y conocida la velocidad de propagacioacuten de la
sentildeal (asymp 300 000 kms) es posible calcular la distancia hasta el objeto
donde se reflejoacute el haz En un equipo de radar el proceso de transmi-
sioacuten-recepcioacuten de impulsos ocurre continuamente en fracciones de
segundo
El radar no solo detecta la presencia de un objeto remoto como un
avioacuten en el aire sino que es capaz de fijar su posicioacuten en el espacio su
tamantildeo y su forma aproximada asiacute como la direccioacuten de su movimien-
to y su velocidad
Aunque en sus oriacutegenes fue un instrumento beacutelico hoy se utiliza
ampliamente para fines paciacuteficos como la navegacioacuten mariacutetima y el
control de traacutefico aeacutereo El radar ha encontrado una aplicacioacuten casi
universal en la meteorologiacutea y la prediccioacuten del tiempo ademaacutes de
localizar perturbaciones importantes como los huracanes o los tornados
tambieacuten se usa para efectuar el seguimiento de las condiciones climato-
loacutegicas locales Los radares meteoroloacutegicos proporcionan informacioacuten
acerca del volumen de las precipitaciones y permiten alertar con antela-
cioacuten sobre posibles inundaciones Los maacutes recientes dan la posibilidad
de medir la velocidad del viento cuando hay tormenta a partir de un
fenoacutemeno conocido como efecto Doppler
Radares de otro tipo son utilizados por la policiacutea de traacutensito para de-
terminar la velocidad de los vehiacuteculos y cuantificar la densidad del
traacutefico en las calles principales Tambieacuten para controlar automaacutetica-
mente los semaacuteforos Por ejemplo hay sistemas que pueden proyectar
la luz roja automaacuteticamente si el vehiacuteculo se acerca a un cruce de cui-
dado con una velocidad por encima del liacutemite permitido
Resonancia magneacutetica Otro tipo de interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia en la regioacuten de
altas frecuencias es la resonancia magneacutetica Existen diversos tipos
nuclear paramagneacutetica electroacutenica ferromagneacutetica antiferromagneacutetica
de ondas de spin cuadrupolar nuclear y resonancia de spin de electro-
nes de conduccioacuten todas se aplican mayormente en la investigacioacuten
cientiacutefica Se describiraacute solamente la resonancia magneacutetica nuclear
(RMN) ya que es la maacutes conocida por haberse extendido su uso como
herramienta de diagnoacutestico en la medicina
La RMN no implica radiactividad ni ninguacuten otro tipo de radiacioacuten
ionizante pues se trabaja uacutenicamente en la regioacuten de radiofrecuencias
El nuacutecleo atoacutemico posee un momento magneacutetico N similar al momen-
to magneacutetico de spin del electroacuten s Como su valor es miles de veces
menor que el de s no es necesario tomarlo en cuenta al analizar las
propiedades diamagneacuteticas paramagneacuteticas o ferromagneacuteticas de una
determinada sustancia
Sin embargo cuando se hace incidir radiacioacuten de frecuencia ade-
cuada sobre una sustancia que a la vez estaacute sometida a un campo mag-
neacutetico estaacutetico de gran intensidad el momento magneacutetico nuclear es
capaz de interaccionar con esa radiacioacuten y absorber gran cantidad de
energiacutea Esto es precisamente lo que caracteriza una resonancia la
absorcioacuten soacutelo tiene lugar a una frecuencia especiacutefica (o en un intervalo
de frecuencias muy estrecho a su alrededor) y no a cualquier frecuen-
cia
97
Como fuente de radiacioacuten se utiliza una bobina por la que circula
una corriente alterna de frecuencia adecuada (figura 411)
La descripcioacuten de lo que ocurre seguacuten la fiacutesica claacutesica es la si-
guiente cuando el campo estaacutetico externo (de intensidad Bo en la figu-
ra) interacciona con los momentos magneacuteticos nucleares tiende a ali-
nearlos en una direccioacuten paralela a las liacuteneas de induccioacuten perpendicu-
lar al polo del electroimaacuten en la figura Sin embargo esta alineacioacuten no
llega a ser perfecta pues los momentos magneacuteticos tienen tendencia a
rotar alrededor de las liacuteneas de induccioacuten Este movimiento particular
de rotacioacuten se conoce como precesioacuten similar al cabeceo de los trom-
pos cuando van perdiendo velocidad se ha representado por la flecha (o
vector) en el recuadro a la derecha de la figura 411
Figura 411 Esquema de un experimento de reso-
nancia magneacutetica
El nuacutemero de rotaciones por segundo que realiza el vector es la fre-
cuencia de precesioacuten o que depende de Bo seguacuten la expresioacuten o =
4258Bo (o en MHz y Bo en T) Cuando la frecuencia de la sentildeal
externa aplicada coincide con o se produce la resonancia Asiacute para
lograr la resonancia de los protones del agua si Bo = 05 T se necesita
aplicar una sentildeal en la bobina de 213 MHz aproximadamente Esta
particularidad de interaccionar con los protones del agua se utiliza en
los equipos modernos de obtencioacuten de imaacutegenes por resonancia magneacute-
tica para diagnoacutestico meacutedico (capiacutetulo 6)
Deteccioacuten de metales El desarrollo de instrumentos capaces de detectar metales bajo tierra
mediante ondas de radio estaacute asociado a los primeros ensayos de em-
plear esas ondas en sistemas de orientacioacuten aeacuterea alrededor de 1920
Estos intentos proporcionaron versiones primitivas de los modernos
radiogonioacutemetros que se utilizan hoy diacutea en la navegacioacuten mariacutetima y
aeacuterea Se buscaba que los aviones fueran capaces de orientarse en diacuteas
muy nubosos o con niebla para esto se utilizaba como emisor de ondas
la torre transmisora de alguna estacioacuten local de radio de ubicacioacuten co-
nocida Como sistema receptor en el aeroplano capaz de determinar la
direccioacuten de la emisora se utilizaba una antena direccional en forma de
aro o anillo metaacutelico abierto con los extremos unidos por conductores
al equipo receptor de radio
La antena direccional funciona de la manera siguiente cuando el
plano de la circunferencia que forma la antena receptora se encuentra
paralelo a la liacutenea recta que va desde el avioacuten a la antena emisora la
recepcioacuten es maacutexima cuando este plano estaacute perpendicular a esa liacutenea
lo que equivale a rotar la antena frac14 de vuelta de su posicioacuten de maacutexima
recepcioacuten la recepcioacuten es praacutecticamente nula La mayoriacutea de los recep-
tores de amplitud modulada (AM) poseen en su interior antenas de este
tipo en forma de bobina con muchas vueltas de alambre (enrolladas
usualmente sobre un nuacutecleo de ferrita figura 412) por lo que la inten-
sidad de la recepcioacuten depende fuertemente de la orientacioacuten del recep-
tor respecto a la emisora Cuando el extremo de la bobina apunta direc-
tamente hacia la fuente emisora la sentildeal es miacutenima y puede llegar a
anularse totalmente
Figura 412 Dependencia de la recepcioacuten de la
sentildeal en funcioacuten del aacutengulo de la antena con la ra-
diacioacuten incidente
Este efecto de recepcioacuten nula cuando la espira estaacute orientada hacia la
direccioacuten de la fuente emisora es el principio baacutesico de operacioacuten de los
antiguos sistemas de orientacioacuten aeacuterea pues la posicioacuten de no recep-
cioacuten es muy precisa y se utilizaba para situar al avioacuten en la direccioacuten
determinada
La direccioacuten que se iba a seguir se determinaba girando la antena re-
ceptora hasta obtener sentildeal cero El piloto podiacutea entonces ir corrigiendo
a conveniencia la direccioacuten del vuelo hasta lograr la direccioacuten deseada
Sin embargo ya desde los primeros intentos de llevar a cabo esta
teacutecnica de orientacioacuten surgiacutean errores significativos cuando se sobrevo-
laban determinados territorios Diferentes pilotos en diversos aviones
guiaacutendose por la misma estacioacuten emisora encontraban siempre los
mismos errores en los mismos lugares Investigaciones posteriores re-
velaron que donde ocurriacutean las interferencias habiacutea yacimientos mine-
rales con alto contenido de metal o existiacutean grandes construcciones de
ese material como por ejemplo el techo de tejas metaacutelicas de una gran
faacutebrica
Finalmente se logroacute encontrar la siguiente explicacioacuten una antena
emisora emite radiacioacuten en todas direcciones Si la sentildeal posee suficien-
te intensidad seraacute capaz de inducir corrientes significativas en un buen
conductor como un techo metaacutelico o un gran tanque de agua o combus-
tible Esas corrientes inducidas son capaces de emitir a su vez una
sentildeal secundaria con la frecuencia de la fuente original tambieacuten en
todas direcciones aunque de mucha menor intensidad No obstante si
el receptor utilizado en un avioacuten es sensible las sentildeales secundarias se
detectaraacuten superpuestas a la sentildeal original cuando el avioacuten se encuentra
cerca de la fuente secundaria
Para obtener la sentildeal cero que serviacutea de referencia al piloto el plano
de la antena del avioacuten debiacutea estar perfectamente perpendicular a la di-
reccioacuten de la antena emisora Como la radiacioacuten de la antena emisora y
la reflejada por el emisor secundario no proveniacutean de la misma direc-
cioacuten no era posible lograr que la sentildeal en la antena receptora del avioacuten
se anulara totalmente y de ahiacute los errores de orientacioacuten detectados
(que pueden corregirse faacutecilmente una vez conocido su origen)
Se atribuye al teacutecnico de sistemas de navegacioacuten aeacuterea Gerhard Fis-
her la sugerencia de que la radiacioacuten secundaria emitida por el metal
podiacutea ser utilizada para la deteccioacuten de metales soterrados Esa praacutectica
ha tenido un gran desarrollo hasta nuestros diacuteas
100
Los detectores de metal contemporaacuteneos utilizan una sola antena
que trabaja alternadamente como emisor y receptor durante fracciones
de segundo en forma similar a como lo hace la antena de radar La
antena va ubicada en una especie de plato llano colocado en el extremo
de una barra o mango de sujecioacuten que contiene los circuitos electroacuteni-
cos y la bateriacutea que energiza el instrumento (figura 413)
Figura 413 Detector de metales Tomado de
httpschoolmechuwaeduau
En su estado baacutesico de funcionamiento el equipo no detecta sentildeal
alguna Cuando el plato se desplaza cerca del suelo o de una pared don-
de se halla enterrado alguacuten objeto metaacutelico como por ejemplo una
tuberiacutea aparece una sentildeal de rechazo causada por la radiacioacuten secun-
daria emitida por el metal Esa sentildeal origina una FEM inducida en la
antena que se puede amplificar por medios electroacutenicos para generar
sonido en un audiacutefono desviar una aguja indicadora o emitir una sentildeal
luminosa revelando asiacute la presencia del metal oculto
Un detector tiacutepico en el mercado pesa 375 libras opera a la fre-
cuencia de 12 kHz tiene sintoniacutea manual o automaacutetica a eleccioacuten es
capaz de indicar la profundidad a que se encuentra el metal y se energi-
za con 8 bateriacuteas tipo AA capaces de mantener trabajando el instru-
mento de 25 a 35 horas en reacutegimen de bajo consumo (utilizando audiacute-
fonos para ahorrar energiacutea) Los detectores maacutes sofisticados son capa-
ces de diferenciar entre diversos metales
101
Sistemas de deteccioacuten basados en principios similares se emplean en
el control de aduana de los aeropuertos para revelar la posible presencia
de armas ocultas las bobinas estaacuten insertadas en el marco de una puerta
que el viajero debe atravesar Tambieacuten existen detectores portaacutetiles del
tamantildeo aproximado de un teleacutefono celular en este caso un operador
desplaza el instrumento cerca de la persona examinada a pocos centiacute-
metros de los lugares del cuerpo de donde pudiera existir alguacuten arma
disimulada
En algunos paiacuteses son bastante comunes los buscadores de tesoros
aficionados que dedican su tiempo libre a hacer campismo en locacio-
nes donde hubo asentamientos humanos en otras eacutepocas o se efectua-
ron batallas importantes Los buscadores utilizan el detector de metal
para rastrear monedas antiguas armas hebillas adornos o cualquier
otro objeto metaacutelico algunos de estos objetos pueden alcanzar un gran
valor en la actualidad Otros se dedican a buscar anillos monedas o
prendas de valor perdidas en las arenas de las playas
Tambieacuten se construyen detectores especializados para buscar debajo
del agua Hay revistas dedicadas exclusivamente a estos temas que
aconsejan doacutende y coacutemo buscar reportan hallazgos de importancia y
ofrecen consejos teacutecnicos sobre los instrumentos a utilizar En los con-
flictos beacutelicos se utilizaron por mucho tiempo detectores de minas simi-
lares a los empleados por los buscadores de tesoros Actualmente no
son muy efectivos dada la proliferacioacuten de minas de plaacutestico y de ma-
dera desarrolladas precisamente con el fin de evitar su deteccioacuten me-
diante estos instrumentos
El radar de penetracioacuten terrestre Tambieacuten conocido como radar de sondeo terrestre o georradar el RPT
es un instrumento que trabaja en forma muy parecida a un radar con-
vencional Se considera que se aplicoacute por primera vez en Austria en
1929 para determinar el espesor de un glaciar Su antena transmisora
enviacutea pulsos cortos de alta frecuencia hacia la tierra Cuando la radia-
cioacuten encuentra un objeto o una frontera con diferente permitividad die-
leacutectrica aparecen variaciones en la sentildeal reflejada e informacioacuten de la
distancia a que se encuentra Hay muchos tipos y modelos especializa-
dos para diferentes aplicaciones 102
La profundidad de penetracioacuten de la sentildeal estaacute limitada por la con-
ductividad del terreno la frecuencia utilizada y la potencia radiada
Cuando la conductividad del suelo aumenta la penetracioacuten disminuye
porque la radiacioacuten se disipa maacutes faacutecilmente en forma de calor Las
altas frecuencias proporcionan mejor resolucioacuten pero penetran menos
que las bajas frecuencias En los suelos arenosos o en materiales com-
pactos y secos como el granito la piedra caliza y el hormigoacuten usual-
mente se logra una buena penetracioacuten (hasta 15 metros) En los suelos
huacutemedos o arcillosos u otros con alta conductividad eleacutectrica la pene-
tracioacuten es algunas veces de solo unos pocos centiacutemetros En el hielo la
radiacioacuten penetra cientos de metros
El radar de penetracioacuten terrestre se puede utilizar en gran cantidad
de medios diferentes que incluyen rocas suelos hielo agua pavimen-
tos y estructuras Puede detectar objetos enterrados cambios en el ma-
terial del suelo y subsuelo hendiduras y cavidades En las ciencias de la
tierra se usa para estudiar los lechos de roca el agua subterraacutenea y el
hielo Las aplicaciones de ingenieriacutea incluyen ensayos no destructivos
de estructuras y pavimentos la localizacioacuten de tuberiacuteas soterradas y el
estudio de las caracteriacutesticas del terreno En la arqueologiacutea se usa para
hacer levantamientos y mapas de yacimientos y sitios arqueoloacutegicos en
lo militar para la deteccioacuten de minas explosivos sin detonar y tuacuteneles
Una determinacioacuten tiacutepica con un equipo de RPT proporciona un per-
fil o seccioacuten laminar bajo la superficie Un conjunto de perfiles sirve
para construir una imagen tridimensional tomograacutefica Los datos se
pueden representar como bloques tridimensionales o en forma de cor-
tes horizontales o verticales Los cortes horizontales son mapas planos a
una profundidad determinada y por ello suelen ser los favoritos de los
arqueoacutelogos
103
CAPIacuteTULO 5
RADIACIOacuteN DE MAacuteS ALTA FRECUENCIA
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Las propiedades de la radiacioacuten electromagneacutetica difieren notablemente
de las propiedades de la sustancia Por ejemplo la radiacioacuten no posee
masa en reposo (no es posible pesarla en una balanza aunque en deter-
minadas condiciones siacute resulta posible asociarle una cierta masa efecti-
va) No obstante en la medida que la longitud de onda disminuye y la
frecuencia aumenta la radiacioacuten comienza a manifestar propiedades
no del todo acordes con una onda A frecuencias suficientemente altas
la energiacutea que la radiacioacuten es capaz de entregar no se transfiere de for-
ma continua sino en cantidades especiacuteficas o cuantos de valor ε = h
como si en vez de una onda estuvieacuteramos en presencia de un lsquochorrorsquo o
flujo de partiacuteculas (figura 51) En la expresioacuten anterior h es una cons-
tante de valor conocido la constante de Planck
Figura 51 Efecto fotoeleacutectrico
104
Se acostumbra designar esta caracteriacutestica muy particular de la ra-
diacioacuten electromagneacutetica como dualidad partiacutecula-onda indicando asiacute
que la radiacioacuten tiene un comportamiento que mezcla particularidades
de una onda y de un flujo de partiacuteculas Esta dualidad es praacutecticamente
indetectable en las ondas de radio pero en la regioacuten del espectro visible
y por encima de este se manifiesta en toda su plenitud
Las partiacuteculas luminosas fueron nombradas fotones por Albert
Einstein quien logroacute dar explicacioacuten al hasta entonces inexplicable
efecto fotoeleacutectrico que consiste en la expulsioacuten de electrones de un
metal cuando sobre eacutel incide luz de determinada frecuencia Einstein
consideroacute que cuando un electroacuten interacciona con un fotoacuten absorbe
toda su energiacutea h Si esa energiacutea es suficiente para vencer las fuerzas
de atraccioacuten de los nuacutecleos atoacutemicos el electroacuten es expulsado del me-
tal
La dualidad de la luz se manifiesta incluso en la expresioacuten matemaacute-
tica de su energiacutea ε = h pues ε se refiere a una partiacutecula especiacutefica y
es la frecuencia que se obtiene suponiendo que la radiacioacuten es una
onda no una partiacutecula Sin embargo a pesar de esta contradiccioacuten on-
da-partiacutecula el concepto dual funciona perfectamente y permitioacute prede-
cir (incluso cuantitativamente) lo que sucederiacutea en diversas situaciones
desconocidas La teoriacutea de Einstein logroacute explicar muchas caracteriacutesti-
cas del efecto fotoeleacutectrico que no podiacutean explicarse considerando la
luz como una onda electromagneacutetica Por ejemplo la energiacutea maacutexima
de los electrones expulsados es independiente de la intensidad de la luz
efecto imposible de explicar a partir del modelo ondulatorio El caraacutecter
dual de la radiacioacuten se verificoacute completamente en otros experimentos
posteriores y es hoy aceptado universalmente
El teacutermino efecto fotoeleacutectrico tambieacuten puede referirse a otros tres
procesos la fotoionizacioacuten la fotoconduccioacuten y el efecto fotovoltaico
La fotoionizacioacuten es la ionizacioacuten de un gas por la luz u otra radiacioacuten
electromagneacutetica Si los fotones tienen suficiente energiacutea logran sepa-
rar uno o maacutes electrones externos de los aacutetomos de gas
En la fotoconduccioacuten los electrones de sustancias soacutelidas cristalinas
no conductoras absorben la energiacutea de los fotones y adquieren asiacute sufi-
ciente energiacutea para poder conducir la electricidad En el efecto fotovol-
taico de los semiconductores los fotones crean pares electroacuten-hueco
105
Un lsquohuecorsquo es la falta de un electroacuten en un enlace quiacutemico y se
comporta como una partiacutecula en determinadas condiciones Las celdas
solares o celdas fotoeleacutectricas hechas de silicio arseniuro de galio u
otro material similar convierten directamente la radiacioacuten en electrici-
dad mediante el efecto fotovoltaico
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Las radiaciones electromagneacuteticas se pueden clasificar en dos grandes
grupos en dependencia de si pueden arrancar electrones de la envoltura
atoacutemica o no radiaciones ionizantes y no ionizantes
Las ionizantes son aquellas que corresponden a frecuencias muy al-
tas (ultravioleta (UV) lejano rayos X y rayos ) donde la energiacutea es
suficiente para romper los enlaces quiacutemicos e ionizar los aacutetomos A las
frecuencias maacutes bajas (luz visible microondas y radio) la energiacutea del
fotoacuten no es suficiente para romper enlaces quiacutemicos la radiacioacuten es no
ionizante En la tabla 51 aparecen algunas caracteriacutesticas de la interac-
cioacuten de la radiacioacuten con la sustancia incluyendo las ondas de radio ya
analizadas en el capiacutetulo 4
TABLA 51
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia
Tipo
de radiacioacuten Caracteriacutesticas
Ionizante Ioniza o rompe las moleacuteculas (UV lejano
rayos X y )
No ionizante
(oacuteptica)
Excita los electrones e induce reacciones quiacute-
micas (UV cercano visible e IR)
No ionizante
(radio tipo A)
Induce corrientes e interacciona con los dipo-
los produciendo el calentamiento de los tejidos
(microondas y radio AF)
No ionizante
(radio tipo B)
Praacutecticamente no produce calentamiento
(campos de frecuencia industrial y radio por
debajo de 1 MHz)
106
Radiacioacuten y organismo vivo
Tanto la radiacioacuten ionizante como la no ionizante pueden causar efectos
notables en los tejidos Las radiaciones UV visible e IR dan lugar a la
excitacioacuten electroacutenica de las moleacuteculas aunque no a su ionizacioacuten Sin
embargo esa excitacioacuten puede favorecer alguacuten tipo de reaccioacuten foto-
quiacutemica Ejemplos tiacutepicos son la fotosiacutentesis en las plantas y la produc-
cioacuten de vitamina D en la piel bajo la accioacuten de la luz solar
Las emisiones de radio y microondas por encima de 1 MHz pueden
inducir calor directamente en los tejidos mediante diferentes efectos
Por debajo de 1 MHz la radiacioacuten es muy poco eficiente para producir
calor la correspondiente longitud de onda es mayor que la longitud
del cuerpo humano y la radiacioacuten lo atraviesa sin mayores efectos co-
nocidos En esta uacuteltima regioacuten se incluyen las ondas de radio de baja
frecuencia y las de frecuencia industrial asociadas a las liacuteneas de
transmisioacuten de la energiacutea eleacutectrica (50 o 60 Hz seguacuten el paiacutes conside-
rado)
La capacidad de penetracioacuten en los organismos vivos tampoco es la
misma para los diferentes tipos de radiacioacuten electromagneacutetica Las on-
das de radio y los rayos X son capaces de atravesar faacutecilmente las sus-
tancias bioloacutegicas mientras que la radiacioacuten visible y ultravioleta se
absorbe completamente en su superficie En las tablas 52 y 53 se re-
sume la clasificacioacuten de las radiaciones ionizantes y no ionizantes
atendiendo a su frecuencia asiacute como algunas de sus aplicaciones en las
regiones de radio y microondas
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Radiaciones infrarroja y visible
Cuando la longitud de onda de la radiacioacuten es del orden de varios cien-
tos de nanoacutemetros nos encontramos en la regioacuten del espectro corres-
pondiente al infrarrojo (IR) visible y ultravioleta (UV) La longitud de
onda de la radiacioacuten IR es menor que la de las ondas de radio y mayor
que la de la luz visible la longitud de onda variacutea entre 0001 y 1 mi-
liacutemetro aproximadamente Su efecto principal al incidir sobre cualquier
objeto es generar calor y elevar la temperatura de su superficie La ra-
diacioacuten infrarroja es la principal responsable de la sensacioacuten de calor
que se siente al acercar la mano a un objeto caliente aunque este no se
encuentre en estado incandescente ni emita luz
Todos los cuerpos incluyendo el cuerpo humano emiten radiacioacuten
infrarroja en mayor o menor grado razoacuten por la cual esa radiacioacuten se
puede utilizar para obtener imaacutegenes de objetos lejanos ocultos por la
bruma atmosfeacuterica que dispersa la luz visible pero no la radiacioacuten
infrarroja
La fotografiacutea infrarroja desarrollada hacia 1880 se ha convertido en
la actualidad en una importante herramienta de diagnoacutestico en la agri-
cultura la industria y la medicina En este uacuteltimo caso el empleo de
teacutecnicas infrarrojas permite observar situaciones patoloacutegicas que no
pueden verse a simple vista o en una radiografiacutea
En medicina se llama termografiacutea a la medida del calor corporal
emitido por la piel Mediante placas fotograacuteficas o receptores de ima-
gen sensibles a los rayos infrarrojos se pueden obtener termogramas de
la totalidad o parte del cuerpo Las variaciones de la temperatura en la
epidermis dependen entre otros factores del nuacutemero de vasos sanguiacute-
neos y de su cercaniacutea a la superficie corporal Imaacutegenes anormales
permiten diagnosticar una enfermedad Por ejemplo un punto caliente
en un lugar no acostumbrado puede indicar el desarrollo de un caacutencer
mientras que un punto friacuteo puede indicar un bloqueo del torrente san-
guiacuteneo como el producido por una trombosis
Dispositivos infrarrojos como los empleados en los conflictos beacuteli-
cos permiten ver objetos en la oscuridad e incluso a traveacutes de otros
objetos La teledeteccioacuten mediante fotografiacutea infrarroja aeacuterea y orbital
se ha empleado para observar las condiciones de las cosechas y el dantildeo
producido por insectos y enfermedades en grandes zonas agriacutecolas asiacute 110
como para localizar depoacutesitos minerales En los uacuteltimos antildeos la detec-
cioacuten IR se ha aplicado intensamente en la astronomiacutea
La naturaleza nos ha dotado de un instrumento que permite detectar
la radiacioacuten electromagneacutetica en el intervalo aproximado de 380 a 760
nanoacutemetros ese instrumento es el ojo El ojo humano es un oacutergano
complejo que posee un lente capaz de adaptarse a la distancia del objeto
que se enfoca para obtener una imagen niacutetida (el cristalino) Los conos
y los bastoncillos ceacutelulas especializadas en el fondo del ojo son capa-
ces de separar diferentes longitudes de onda proporcionaacutendonos dife-
rentes sensaciones de color Asiacute la radiacioacuten de longitud de onda cer-
cana a los 380 nm produce la sensacioacuten de violeta mientras que la de
760 nm produce la sensacioacuten de rojo Las longitudes de onda interme-
dias proporcionan todos los restantes colores de forma continua pasan-
do del rojo a los tonos naranjas amarillos verdes azules y violetas a
medida que la longitud de onda disminuye (figura 52)
Figura 52 Espectro visible
Estiacutemulos fiacutesicos diferentes pueden producir una misma sensacioacuten
de color en el ojo Asiacute una mezcla de luces roja y verde de intensidades
apropiadas parece exactamente igual a una luz amarilla espectral aun-
que la mezcla no contiene radiacioacuten de longitud de onda correspondien-
te al amarillo Se puede lograr cualquier sensacioacuten de color mezclando
diversas intensidades de luz roja azul y verde Por eso estos colores se
denominan ldquoaditivos primariosrdquo Si se mezclan los colores primarios
con intensidades aproximadamente iguales se produce la sensacioacuten de
luz blanca
Ademaacutes existen parejas de colores espectrales puros que al mezclar-
los en la proporcioacuten adecuada tambieacuten producen luz blanca se deno-
minan ldquocolores complementariosrdquo Entre esos pares figuran determina-
dos amarillos y azules o rojos y verdes azulados Esta propiedad se usa
para obtener los colores adecuados en las pantallas luminosas de televi-
sores y monitores de computadoras
Muchas fuentes de luz artificiales o naturales como el Sol emiten
luz blanca que es en realidad una mezcla de muchas longitudes de onda
Cuando esta luz pasa por un prisma se separa en sus componentes es-
pectrales (cada longitud de onda se desviacutea o refracta un aacutengulo dife-
rente) y se obtiene un haz coloreado La luz roja es la que menos se
refracta y la violeta la maacutes refractada El fenoacutemeno es faacutecilmente de-
tectable en los bordes biselados de un espejo o de cualquier otro objeto
transparente La dispersioacuten de la luz tambieacuten tiene lugar en la atmoacutesfera
tras la lluvia cuando quedan pequentildeas gotas de agua pulverizada como
remanentes Esas pequentildeas gotas actuacutean como prismas dando lugar al
arco iris
No es posible en tan breve espacio hacer una descripcioacuten detallada
de todos los posibles fenoacutemenos y aplicaciones en los que interviene la
luz visible ni siquiera mencionar los maacutes importantes Cualquier carre-
ra de ciencias e ingenieriacutea usualmente dedica todo un semestre o buena
parte de eacutel al estudio de la oacuteptica y las propiedades y aplicaciones de la
luz visible (refraccioacuten interferencia difraccioacuten absorcioacuten cuantifica-
cioacuten presioacuten de la luzhellip) Es por eso que solo hemos seleccionado dos
ejemplos que ilustran la gran importancia de la radiacioacuten visible en el
mundo que nos rodea
Fotosiacutentesis
Como primer ejemplo consideremos la fotosiacutentesis Este es el proceso
mediante el cual los organismos con clorofila como las plantas verdes
las algas y algunas bacterias reciben energiacutea de la luz y la utilizan para
elaborar diferentes productos quiacutemicos Conjuntamente se consume
CO2 y se produce oxiacutegeno
Con la excepcioacuten de la pequentildea contribucioacuten de las fuentes eoacutelicas
geoteacutermicas hidroeleacutectricas fotovoltaicas y las plantas de energiacutea nu-
clear praacutecticamente toda la energiacutea restante que consume la biosfera
terrestre procede de la fotosiacutentesis Las plantas absorben la energiacutea
solar directamente en forma de radiacioacuten para desarrollarse los herbiacute-
voros absorben esa energiacutea indirectamente al nutrirse de las plantas y
los carniacutevoros tambieacuten la recolectan cuando se alimentan de los herbiacute-
voros Ademaacutes los combustibles foacutesiles como el petroacuteleo y la hulla
almacenan la energiacutea solar capturada hace millones de antildeos mediante la
fotosiacutentesis
Una ecuacioacuten generalizada y no ajustada de la fotosiacutentesis en pre-
sencia de luz seriacutea
CO2 + 2H2A + luz + clorofila = (CH2) + H20 + H2A
donde el teacutermino H2A de la foacutermula representa un compuesto oxida-
ble del cual se pueden extraer electrones CO2 es el dioacutexido de carbono
y CH2 una generalizacioacuten de los hidratos de carbono que incorpora el
organismo vivo La clorofila actuacutea como catalizador y no se transfor-
ma En la gran mayoriacutea de las algas y las plantas verdes H2A es agua
(H2O) pero en algunas bacterias fotosinteacuteticas H2A es anhiacutedrido sulfuacute-
rico (H2S)
La fotosiacutentesis con agua es la maacutes importante y conocida tiene lugar
en dos etapas la primera consiste en una serie de reacciones que de-
penden de la luz y son independientes de la temperatura la segunda
etapa consiste en otra serie de reacciones que dependen de la tempera-
tura y son independientes de la luz La ecuacioacuten completa y ajustada de
la fotosiacutentesis para la glucosa en la que el agua actuacutea como donante de
electrones y en presencia de luz es
6CO2 + 12H20 = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Laacuteser El laacuteser es un ejemplo de instrumento oacuteptico que ha tenido un sinfiacuten de
aplicaciones en ramas muy diversas de la ciencia y la tecnologiacutea mo-
derna Del ingleacutes Light Amplification by Stimulated Emission of Radia-
tion fue inventado alrededor de 1960 pero no estaacute del todo clara su
paternidad
Una fuente de luz ordinaria se caracteriza porque la radiacioacuten emiti-
da desde cada punto de la fuente oscila en forma independiente de la
emitida por los restantes puntos la radiacioacuten no es coherente Los laacutese-
res son laacutemparas que emiten luz en forma coherente logrando que las
radiaciones emitidas por todos los puntos de la fuente oscilen al uniacute-
sono en fase o de forma acompasada una representacioacuten de lo que esto
significa aparece en la figura 53 La coherencia hace que la luz laacuteser
pueda ser extremadamente intensa muy direccional y con una gran
pureza de color
Existen laacuteseres que trabajan en frecuencias que van desde el infra-
rrojo hasta los rayos X Seguacuten la sustancia que emplean para generar la
luz suelen denominarse de estado soacutelido de gas a semiconductores y
liacutequidos 113
En un laacuteser los aacutetomos de determinadas sustancias lsquoalmacenanrsquo la
luz durante fracciones de segundo y la emiten posteriormente en forma
coherente Primero los electrones de los aacutetomos en la sustancia activa
son llevados a un estado excitado por una fuente de radiacioacuten externa
despueacutes esos aacutetomos son estimulados para que emitan la energiacutea alma-
cenada en forma de fotones mediante un proceso conocido como emi-
sioacuten estimulada
Figura 53 Esquema de un laacuteser de rubiacute y formacioacuten del haz de luz coherente
Los fotones emitidos tienen una frecuencia que depende de los aacuteto-
mos de la sustancia en cuestioacuten y se desplazan en forma coherente con
los fotones de la radiacioacuten que los estimula estos fotones chocan a su
vez con otros aacutetomos excitados y liberan nuevos fotones De esta forma
la luz se va amplificando a medida que los fotones se desplazan en uno
u otro sentido entre dos espejos paralelos desencadenando nuevas emi-
siones estimuladas Al mismo tiempo parte de la luz se ldquofiltrardquo por uno
de los espejos que es solo parcialmente reflectante y puede entonces
ser utilizada con fines praacutecticos
La excitacioacuten se realiza mediante la luz de tubos de destello de xe-
noacuten laacutemparas de arco o laacutemparas de vapor metaacutelico Normalmente el
laacuteser funciona por pulsos generando destellos de luz intensa de muy
corta duracioacuten
La figura 53 muestra el esquema de uno de los primeros laacuteseres el
de rubiacute Aunque el rubiacute es una piedra preciosa de origen mineral es
posible obtener rubiacutees sinteacuteticos a partir de una mezcla de oacutexidos de
aluminio y cromo a altas temperaturas La siacutentesis permite optimizar la
forma y contenido de impurezas del producto final con vistas a su apli-
cacioacuten Los iones de Cr3+ son capaces de excitarse con una fuente de
xenoacuten y emitir luz roja de gran intensidad Los extremos de la varilla se 114
tallan de forma que las superficies de los extremos sean paralelas y
tengan una longitud adecuada y se recubren con una capa reflectante
no metaacutelica para formar los espejos
El principal peligro al trabajar con laacuteseres es el dantildeo ocular ya que
el ojo concentra la luz laacuteser igual que cualquier otro tipo de luz Por
eso el haz del laacuteser no debe nunca incidir sobre los ojos ni siquiera por
reflexioacuten
Los usos actuales del laacuteser son praacutecticamente ilimitados En la in-
dustria se emplean como fuente de calor muy localizada Es posible
enfocar sobre un punto pequentildeo un haz de laacuteser potente con lo que se
logra una enorme densidad de energiacutea capaz de calentar fundir o vapo-
rizar materiales de forma precisa Se usan para taladrar diamantes mo-
delar maacutequinas herramientas recortar componentes microelectroacutenicos
grabar datos en discos compactos CD y DVD cortar patrones de mo-
das y sintetizar nuevos materiales
El potente y breve pulso producido por un laacuteser tambieacuten hace posi-
bles fotografiacuteas de alta velocidad con un tiempo de exposicioacuten de algu-
nas billoneacutesimas de segundo Tambieacuten se utilizan laacuteseres para medir
distancias con gran precisioacuten y alinear las estructuras en la construccioacuten
de carreteras y edificios
En la investigacioacuten cientiacutefica se emplean para detectar los movi-
mientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodeacutesicas son
los detectores maacutes eficaces de ciertos tipos de contaminacioacuten atmosfeacute-
rica y se han empleado igualmente para determinar la distancia varia-
ble entre la Tierra y la Luna
Como la luz del laacuteser es muy direccional y monocromaacutetica resulta
faacutecil detectar cantidades muy pequentildeas de luz dispersa o modificacio-
nes en su frecuencia al interaccionar con las sustancias midiendo estos
cambios los cientiacuteficos han conseguido estudiar las estructuras internas
de las moleacuteculas
Los laacuteseres han hecho que se pueda determinar la velocidad de la luz
con una precisioacuten sin precedentes tambieacuten permiten inducir reacciones
quiacutemicas de forma selectiva y detectar la existencia de trazas de impu-
rezas en una muestra La luz de un laacuteser puede viajar largas distancias
por el espacio exterior con una pequentildea reduccioacuten de la intensidad de la
sentildeal A causa de su alta frecuencia la luz laacuteser puede transportar por
ejemplo 1000 veces maacutes canales de televisioacuten de lo que transportan las
microondas por lo que el laacuteser resulta ideal para las comunicaciones
espaciales
Se han desarrollado fibras oacutepticas de baja peacuterdida que transmiten luz
laacuteser para la comunicacioacuten terrestre en sistemas telefoacutenicos y redes de
computadoras Se han empleado teacutecnicas laacuteser para registrar informa-
cioacuten con una densidad muy alta por ejemplo la luz laacuteser simplifica el
registro de un holograma sistema que permite grabar y reconstruir
imaacutegenes tridimensionales Los sistemas de guiado por laacuteser para misi-
les aviones y sateacutelites son muy comunes en la tecnologiacutea militar
Finalmente el laacuteser tambieacuten se usa intensamente en la medicina
Utilizando haces intensos y estrechos es posible cortar y cauterizar cier-
tos tejidos en una fraccioacuten de segundo sin dantildear al tejido sano circun-
dante Se ha empleado el laacuteser para ldquosoldarrdquo la retina perforar el craacute-
neo reparar lesiones y cauterizar vasos sanguiacuteneos
Radiacioacuten ultravioleta Es la radiacioacuten electromagneacutetica cuyas longitudes de onda se en-
cuentran entre el liacutemite de la luz violeta (380 nm) y el extremo de la
regioacuten de los rayos X (15 nm) La radiacioacuten UV se puede producir arti-
ficialmente mediante laacutemparas de arco la de origen natural proviene
principalmente del Sol Puede ser dantildeina para los seres vivos sobre
todo cuando su longitud de onda es pequentildea La de inferior a 300 nm
se emplea para esterilizar porque mata las bacterias y los virus Esa
misma radiacioacuten puede producir quemaduras en los seres humanos si
es intensa Una exposicioacuten prolongada durante antildeos a esta radiacioacuten
aunque sea de baja intensidad puede provocar fotodegradacioacuten (la piel
se reseca y arruga) o caacutencer en la piel
La atmoacutesfera terrestre protege a los organismos vivos de la radiacioacuten
UV del Sol Si toda la radiacioacuten UV proveniente del Sol llegara a la
superficie terrestre muy probablemente acabariacutea con la mayor parte de
la vida en el planeta Afortunadamente la capa de ozono que se en-
cuentra en una regioacuten de aproximadamente entre 20 y 30 km de altura a
una concentracioacuten de 2 a 8 partes por milloacuten absorbe casi toda la radia-
cioacuten UV de pequentildea y gran parte de la correspondiente a las longitu-
des de onda mayores
El ozono (O3) es un gas compuesto por tres aacutetomos de oxiacutegeno y se
forma por la accioacuten de la luz solar UV de alta energiacutea (200-240 nm)
sobre el oxiacutegeno molecular (O2) en un proceso que se puede represen-
tar como 3O2 + radiacioacuten solar = 2O3 Por otra parte la radiacioacuten UV
menos energeacutetica de mayor (hasta los 280 nm) es capaz de disgregar
las moleacuteculas de ozono convirtieacutendolo en el oxiacutegeno original Esta
radiacioacuten tambieacuten perjudicial a las personas es asimismo absorbida
durante este proceso Se crea asiacute un equilibrio beneficioso para las
personas donde se crea y destruye ozono continuamente a la vez que se
absorbe la radiacioacuten UV perjudicial antes que llegue a tierra La radia-
cioacuten UV no siempre tiene efectos dantildeinos tambieacuten puede ser beneacutefica
pues gran parte de la vitamina D que las personas y los animales necesi-
tan para mantenerse sanos se produce cuando la piel es irradiada por la
componente solar de esa radiacioacuten
No se debe extrapolar o confundir el efecto beneacutefico del ozono en la
estratosfera al efecto del ozono ambiental en las capas bajas de la at-
moacutesfera donde resulta ser un contaminante peligroso y muy activo Se
forma esencialmente por la accioacuten de la luz solar sobre el oxiacutegeno del
aire mezclado con hidrocarburos y oacutexidos de nitroacutegeno proveniente de
la quema de combustibles En cantidades muy pequentildeas puede irritar
las viacuteas respiratorias causando tos ardentiacutea resuello falta de aire y
agravar el asma y otras dolencias pulmonares La exposicioacuten a concen-
traciones tan pequentildeas como 100 ppb (partes por billoacuten) es capaz de
dantildear los tejidos del sistema respiratorio y tambieacuten los tejidos vegeta-
les
Rayos X Los rayos X son radiaciones electromagneacuteticas de frecuencia superior al
ultravioleta fueron descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen a fina-
les del siglo XIX
En noviembre de 1895 en su laboratorio de la universidad de Wuumlrz-
burg Alemania Roentgen estudiaba los efectos de pasar una corriente
eleacutectrica por un gas a baja presioacuten contenido en un bulbo de vidrio Le
llamoacute la atencioacuten que durante el experimento se volvieran luminosas
algunas sales fluorescentes que se hallaban cubiertas en su mesa de
trabajo Intrigado y despueacutes de realizar varios ensayos llegoacute a la con-
clusioacuten de que habiacutea encontrado un nuevo tipo de radiacioacuten invisible
capaz de atravesar los cuerpos La llamoacute rayos X pues es comuacuten usar la
X como incoacutegnita en las matemaacuteticas Al colocar la mano de su esposa
junto a una placa fotograacutefica y exponerla a la radiacioacuten desconocida
obtuvo la primera radiografiacutea de la historia
La longitud de onda de esta radiacioacuten comprende el intervalo de
10 nm hasta 0001 nm mientras menor es la longitud de onda mayor es
la frecuencia ν y mayores son su energiacutea y poder de penetracioacuten (recor-
dar v = y ε = h)
Los rayos de mayor cercanos al ultravioleta se conocen como rayos
X blandos Los de menor proacuteximos a la zona de rayos gamma o que
incluso se solapan con esta se denominan rayos X duros Los rayos X
formados por una mezcla de muchas diferentes se conocen como rayos X
blancos para diferenciarlos de los rayos X monocromaacuteticos que tienen
una sola (o un intervalo muy pequentildeo alrededor de ella) Muchos obje-
tos son maacutes o menos transparentes a los rayos X Su absorcioacuten por una
sustancia determinada depende de su densidad y de su masa atoacutemica que
es la masa de un aacutetomo de la sustancia en cuestioacuten Mientras menor sea la
masa atoacutemica de un determinado material maacutes transparente seraacute a los ra-
yos X
Los rayos X afectan a una emulsioacuten fotograacutefica del mismo modo
que lo hace la luz visible Cuando se irradia el cuerpo humano los hue-
sos compuestos de elementos con mayor masa atoacutemica que los tejidos
circundantes absorben los rayos X en mayor proporcioacuten que los teji-
dos por lo que producen sombras maacutes oscuras en una fotografiacutea La
placa usada en medicina es un negativo fotograacutefico por eso los huesos
se ven blancos y los tejidos oscuros
Los rayos X se emplean como rutina en la investigacioacuten cientiacutefica en
disciplinas como la fiacutesica quiacutemica mineralogiacutea metalurgia y biologiacutea En
1912 el alemaacuten Max von Laue encontroacute que al hacer incidir un haz de
radiacioacuten de rayos X no monocromaacutetico sobre un cristal de sal comuacuten
(NaCl) apareciacutea un patroacuten de difraccioacuten caracteriacutestico que podiacutea ser reco-
gido en una placa fotograacutefica (figura 54)
Figura 54 Difraccioacuten de los rayos X en un cristal de
NaCl y estructura cristalina microscoacutepica del NaCl
Este experimento permitioacute verificar dos cosas muy importantes desco-
nocidas hasta el momento
1 La naturaleza ondulatoria de los rayos X que habiacutean sido descubiertos por Roumlentgen en 1895 sin que se lograra de-terminar de queacute estaban compuestos
2 La estructura perioacutedica de los cristales lo que hoy diacutea se
conoce como estructura cristalina de las sustancias soacutelidas La teacutecnica maacutes comuacuten aunque no la uacutenica es utilizar el fenoacutemeno de
difraccioacuten para analizar la estructura interna de las sustancias A partir del
anaacutelisis del haz difractado se pueden determinar las posiciones de los aacuteto-
mos o las moleacuteculas en la red cristalina microscoacutepica de la sustancia en
cuestioacuten (determinacioacuten de estructuras) Los rayos X tambieacuten se emplean
intensivamente en la industria como herramienta de investigacioacuten y para
realizar numerosos procesos de prueba y ensayos no destructivos como es
el examinar las posibles imperfecciones mecaacutenicas de una pieza metaacutelica
sin dantildearla
Rayos X en la medicina El uso de esta radiacioacuten en la medicina contemporaacutenea es insustituible
Las radiografiacuteas o fotografiacuteas de rayos X y la fluoroscopiacutea se usan coti-
dianamente como herramientas de diagnoacutestico Una teacutecnica algo maacutes
reciente es la tomografiacutea axial computarizada (TAC) que proporciona
una visioacuten clara de cualquier parte de la anatomiacutea incluyendo los teji-
dos blandos A costa de una exposicioacuten mayor a la radiacioacuten la tomo-
grafiacutea permite ver una seccioacuten o corte completo del cuerpo del paciente
con una claridad aproximadamente 100 veces mayor que la de una pla-
ca tradicional
Un tomoacutegrafo es un instrumento mucho maacutes complejo y costoso que
un equipo convencional de rayos X Los primeros TAC comerciales
aparecieron alrededor de 1970 y solo serviacutean para estudiar el craacuteneo
hoy diacutea se usan para estudiar todo el cuerpo En lugar de obtener una
sola imagen el tomoacutegrafo registra un conjunto de ellas Para eso se
colocan la fuente de rayos X y el detector en un anillo y ambos rotan
alrededor del sujeto que descansa en una camilla en el centro del ani-
llo Deslizando la camilla a diferentes posiciones a traveacutes del anillo es
posible construir imaacutegenes digitales tridimensionales empleando un
software adecuado Los tomoacutegrafos de uacuteltima generacioacuten poseen entre
4 y 128 anillos y permiten obtener en una pantalla imaacutegenes tridimen-
sionales en tiempo real
Por otra parte la antigua teacutecnica fotograacutefica para obtener negativos
ha ido dando paso a teacutecnicas maacutes recientes basadas en la obtencioacuten de
imaacutegenes mediante circuitos microelectroacutenicos Ejemplos son la radio-
grafiacutea computarizada y la radiografiacutea digital
Radiografiacutea computarizada (RC)
Fue introducida comercialmente en 1980 Es muy similar a la radiogra-
fiacutea convencional pero en vez de placa fotograacutefica utiliza una placa
Soporte de Imagen reutilizable (placa SI) La placa reutilizable contiene
compuestos fosforados que se excitan al ser iluminados por los rayos X
formando una imagen latente que puede durar varias horas La imagen
se lsquorevelarsquo aplicando un escaacutener laacuteser a la placa entonces los aacutetomos
excitados regresan a su estado baacutesico y emiten luz que es detectada por
un sensor y se convierte finalmente en electricidad La sentildeal eleacutectrica se
digitaliza (se convierte en una sucesioacuten codificada de ceros y unos) y se
enviacutea a un procesador de sentildeales en una computadora donde se alma-
cena en un disco duro o se proyecta en una pantalla
Si se manipulan con cuidado las placas SI se pueden reutilizar miles
de veces (al menos en teoriacutea) En las condiciones reales es comuacuten que
se dantildeen tras ser usadas varios cientos de veces No obstante presentan
algunas ventajas sobre la radiografiacutea convencional se elimina el gasto
de peliacutecula fotograacutefica y de reactivos quiacutemicos se necesita menos ra-
diacioacuten para producir imaacutegenes de buen contraste y como no requieren
de productos quiacutemicos para el revelado son maacutes ecoloacutegicas La princi-
pal desventaja es su alto costo aunque el ahorro en reactivos quiacutemicos
placas fotograacuteficas y personal especializado puede a veces compensar-
lo Actualmente hay muchos tipos y modelos de equipos para diferentes
aplicaciones
Radiografiacutea digital (RD) Difiere de la computarizada RC en que proporciona imaacutegenes de forma
casi instantaacutenea sin necesidad del procesamiento adicional con el laacuteser
Ademaacutes permite obtener imaacutegenes en movimiento en tiempo real
(fluoroscopia) y la ldquoplacardquo no se deteriora con el uso Su espesor es
solo de unos pocos miliacutemetros
Existen dos tipos de detectores digitales directo e indirecto En el
indirecto los rayos X inciden sobre un material fluorescente que genera
luz visible al ser excitado La luz incide sobre un sensor similar al que
usan las caacutemaras fotograacuteficas digitales convirtieacutendose en impulsos
eleacutectricos que van al ordenador La calidad de la imagen es similar a las
anteriores pero en este tipo de deteccioacuten una parte de la energiacutea inci-
dente se dispersa durante el proceso interno de reconversioacuten oacuteptica lo
que tiende a degradar la nitidez de la imagen
En un detector digital directo de uacuteltima generacioacuten fotoconductores
de selenio amorfo liberan electrones de carga negativa y lsquohuecosrsquo posi-
tivos al ser impactados por los rayos X Se crean asiacute impulsos eleacutectricos
que excitan directamente un arreglo de capacitores de tecnologiacutea TFT
(Thin Film Transistor) lograacutendose imaacutegenes con mayor nitidez que en
el meacutetodo indirecto (Figs55 y 56)
Figura 55 Esquema del corte transversal de una ldquoplacardquo de
radiografiacutea digital moderna El espesor es de unos pocos
miliacutemetros Tomado de Orbe Antildeo X No 46 Abril 18
2009
Figura 56 Radiografiacutea digital A Imagen obtenida en la pan-
talla de un monitor B Placas digitales de rayos X para ra-
diografiacutea dental
121
Un artiacuteculo de 2007 del Departamento de Radiologiacutea Cliacutenica del
Hospital Universitario de Munich (Markus Koumlrner y otros MDRadio-
Graphics 27 2007 p675-686) concluye que el futuro de la radiologiacutea
seraacute sin dudas digital iquestLa causa Las imaacutegenes se pueden ampliar
almacenar en diferentes soportes digitales filtrar y mejorar su contraste
Ademaacutes se pueden distribuir en una red local de computadoras e inclu-
so integrarse a redes nacionales digitalizadas junto a la historia cliacutenica
del paciente lo que puede ser vital en casos de urgencia
Rayos gamma
La radiacioacuten gamma (rayos ) es radiacioacuten electromagneacutetica de similar
naturaleza que los rayos X pero con una energiacutea considerablemente
mayor Se origina en las desintegraciones radiactivas en las reacciones
nucleares y otros procesos subatoacutemicos junto con otros tipos de radia-
cioacuten no electromagneacutetica la alfa () formada por nuacutecleos de helio de
carga positiva y la beta () consistente en electrones de carga negati-
va La radiacioacuten al igual que los rayos X tiene la capacidad de ioni-
zar la sustancia formando iones al lsquoarrancarlersquo electrones a los aacutetomos
cuando hay interaccioacuten
Las radiaciones y se emiten a velocidades enormes Al atrave-
sar la sustancia las partiacuteculas son frenadas raacutepidamente poseen gran
poder de ionizacioacuten y usualmente una hoja de papel basta para detener
la mayor parte de la radiacioacuten Las partiacuteculas se emiten a velocidades
mucho mayores su poder de ionizacioacuten es algo menor por lo que pene-
tran maacutes en las sustancias La distancia recorrida por los rayos es auacuten
mayor que la recorrida por las partiacuteculas Esta radiacioacuten es capaz de
atravesar varios centiacutemetros de plomo
Cuando las partiacuteculas y atraviesan la sustancia crean numerosos
iones sin embargo como los rayos no tienen carga aunque tienen
mayor penetracioacuten no causan tanta ionizacioacuten Las partiacuteculas produ-
cen entre 1100 y 1200 de la ionizacioacuten generada por las partiacuteculas
en cada centiacutemetro de su trayectoria en aire Los rayos producen
aproximadamente 1100 de la ionizacioacuten de las partiacuteculas Cuando la
radiacioacuten nuclear es absorbida por el cuerpo humano en grandes canti-
dades como por ejemplo a consecuencia de un accidente nuclear pue-
de ocasionar graves dantildeos e incluso la muerte del sujeto
La radioterapia consiste en la exposicioacuten de una regioacuten localizada
del organismo a una fuente de radiacioacuten ionizante se suele utilizar para
el tratamiento del caacutencer Puede provenir de una fuente de radiacioacuten
tal como un isoacutetopo radiactivo o de una fuente de radiacioacuten electro-
magneacutetica como los rayos X Los rayos X se utilizan usualmente para
lesiones superficiales mientras que los rayos para lesiones maacutes pro-
fundas Otros tratamientos incluyen radiaciones con protones y electro-
nes El tratamiento de radioterapia incluye la localizacioacuten precisa del
tumor y el empleo de dosis perioacutedicas de radiacioacuten El objetivo es dantildear
el nuacutecleo de las ceacutelulas enfermas para asiacute evitar su posterior divisioacuten
En las ceacutelulas sanas las radiaciones ionizantes pueden producir
efectos agudos o croacutenicos sobre la salud en dependencia de la dosis
recibida Las dosis altas de radiacioacuten ionizante producen enfermedades
agudas por un lado y efectos retardados como el caacutencer por otro Los
trabajadores que por su ocupacioacuten se exponen a radiacioacuten de rayos X o
material radiactivo constituyen la poblacioacuten de riesgo La unidad de
dosis absorbida en el Sistema Internacional de Unidades es el gray (Gy)
y es igual a un joule por kilogramo (Jkg) un rad equivale a 001 Gy
La exposicioacuten de todo el cuerpo a dosis superiores a 1 Gy en un cor-
to periacuteodo (minutos u horas) ocasiona una reduccioacuten significativa del
nuacutemero de ceacutelulas sanguiacuteneas al afectar la meacutedula oacutesea lo que conduce
a un aumento de la susceptibilidad a las infecciones a la aparicioacuten de
hemorragias y a la anemia
El empleo y manipulacioacuten de materiales radiactivos estaacute sujeto a
controles rigurosos por lo que la exposicioacuten accidental de las personas
a radiaciones intensas estaacute muy restringida En todos los paiacuteses existen
legislaciones y normativas para la proteccioacuten de los trabajadores y el
puacuteblico que regulan la exposicioacuten a radiaciones de todo tipo
123
CAPIacuteTULO 6
OTRAS APLICACIONES DEL MAGNETISMO
Diagnoacutestico meacutedico Magnetoencefalograma En su estado normal el cuerpo humano genera pequentildeas corrientes
eleacutectricas que dan origen a campos magneacuteticos y eleacutectricos de pequentildeiacute-
simo valor El biomagnetismo se refiere al estudio de las componentes
magneacuteticas de esos biocampos que se alteran cuando aparecen anoma-
liacuteas en el organismo Se estudian con fines de diagnoacutestico exclusiva-
mente no con fines terapeacuteuticos
Se alerta al lector de que el teacutermino biocampo tambieacuten se suele em-
plear en medios no cientiacuteficos como sinoacutenimo de cierta lsquoaurarsquo invisible
de origen indefinido o esoteacuterico que supuestamente rodea a las perso-
nas y que algunos alegan ver o lsquosentirrsquo para asiacute diagnosticar enfermeda-
des Tambieacuten se usa para tratar de justificar tratamientos magneacuteticos
ilusorios con imanes o con radiaciones de baja frecuencia Esta es una
manera de actuar tiacutepica de la pseudociencia utilizar palabras cientiacuteficas
conocidas alterando su significado para lograr promover lo que en
realidad carece de fundamento cientiacutefico A causa de su caraacutecter con-
trovertido estos lsquotratamientos magneacuteticosrsquo se analizan separadamente
en el capiacutetulo siguiente
Cuando las corrientes son variables o pulsantes los biocampos ge-
nerados aparecen en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propa-
ga en todas direcciones (capiacutetulo 4) Las funciones cerebrales y cardiacutea-
cas generan impulsos de suficiente intensidad como para ser detectados
la componente eleacutectrica se puede medir con electrodos colocados en la
piel y hoy diacutea es una teacutecnica muy popular se denomina electrocardio-
grama cuando se refiere al corazoacuten y electroencefalograma si se aplica 124
al cerebro La componente magneacutetica es menos intensa que la eleacutectrica
y mucho maacutes difiacutecil de detectar
Para medir esos deacutebiles campos magneacuteticos es necesario utilizar un
instrumento muy sofisticado el magnetoacutemetro SQUID siglas que en
idioma ingleacutes representan al Superconducting Quantum Interference
Device (Dispositivo Superconductor de Interferencia Cuaacutentica) El
SQUID es capaz de detectar y medir cuantitativamente las componentes
magneacuteticas de intensidad 100 millones de veces menor que el campo
magneacutetico terrestre pero soacutelo se puede encontrar en lugares muy espe-
ciacuteficos capaces de proveer la alta tecnologiacutea que se necesita para su
desempentildeo No es un equipo que se pueda llevar en un maletiacuten como el
electrocardioacutegrafo ya que el sensor superconductor requiere de muy
bajas temperaturas para poder trabajar del orden de la del helio liacutequido
a unos 4 oC por encima del cero absoluto (-269 oC) (figura 61)
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del campo
magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
Figura 61 Biomagnetismo meacutedico Medicioacuten de la componente
magneacutetica de las ondas electromagneacuteticas generadas por el cerebro
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del
campo magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
En la actualidad el SQUID se utiliza principalmente para diagnosti-
car y tipificar la epilepsia pues permite registrar cualquier actividad
irregular en el cerebro cuando el electroencefalograma no detecta ano-
maliacuteas apreciables la teacutecnica se denomina magnetoencefalografiacutea
(MEG) Posee la ventaja de que no es necesario colocar electrodos en la
piel del paciente basta con ubicar los sensores a corta distancia en una
posicioacuten fija Su principal desventaja ademaacutes de la necesidad de traba-
jar a muy bajas temperaturas es que la sentildeal que se va a medir es varios
oacuterdenes menor que los lsquoruidos magneacuteticosrsquo ambientales Esos ruidos
son generados por las laacutemparas de luz friacutea los equipos electroacutenicos y
las liacuteneas de transmisioacuten por lo que resulta obligatorio aplicar la teacutecni-
ca en un recinto magneacuteticamente aislado
TABLA 61
Valores de la induccioacuten magneacutetica asociada a diversos fenoacutemenos
B (Tesla) Origen del campo Frecuencia (Hz) 7 x 10-5 Campo magneacutetico de la tierra 0 10-7 Fluctuaciones del campo magneacutetico de
la tierra y ruido magneacutetico urbano todo el intervalo de frecuencias
10-9 Partiacuteculas pulmonares 01 - 10 7 x 10-11 Magnetocardiograma 01 - 100 10-12
Magnetocardiograma fetal 01 - 100 10-12
Magnetoencefalograma (ondas ) 8-12 10-13 Magnetoretinograma 01 -800 10-15 Liacutemite de sensibilidad del SQUID Todo el intervalo
Como las radiaciones electromagneacuteticas atraviesan faacutecilmente la
mayoriacutea de las sustancias aislar al sujeto tambieacuten resulta un asunto
complicado En los primeros modelos era necesario introducir al pa-
ciente en una caacutemara totalmente cerrada construida con aceros especia-
les capaces de desviar y reflejar las ondas electromagneacuteticas Modelos
maacutes recientes como el de la figura 62 desarrollado en el Laboratorio
Nacional de Los Aacutelamos en Nuevo Meacutexico emplean un casco detector
126
que se asemeja a los secadores de pelo de los salones de belleza con
maacutes de 150 sensores superconductores El equipo es capaz de levantar
un mapa completo del cerebro de una sola vez procesando los datos
mediante una computadora
Los sistemas maacutes recientes alcanzan una resolucioacuten de frac14 de miliacuteme-
tro y un tiempo de respuesta de 1 milisegundo El casco se aiacutesla de las
interferencias externas mediante una cubierta semiesfeacuterica de plomo
pues a la temperatura del helio liacutequido el plomo tambieacuten se vuelve su-
perconductor y refleja como un espejo cualquier campo magneacutetico que
provenga del exterior
Figura 62 Mediante teacutecnicas de computacioacuten se puede mapear la acti-
vidad eleacutectrica del cerebro en funcioacuten del tiempo Los mapas se utilizan
para diagnosticar epilepsia apoplejiacutea desoacuterdenes mentales o para estu-
diar las funciones cerebrales
Otras aplicaciones del SQUID han sido la de buscar micropartiacuteculas
magneacuteticas contaminantes en los pulmones de mineros y soldadores
medir la cantidad de sangre que fluye por el corazoacuten y determinar el
contenido de hierro en el hiacutegado en pacientes afectados de anemia ya
que los gloacutebulos rojos o hematiacutees contienen hierro en forma de hemo-
globina que el SQUID puede detectar y cuantificar
Una variante reciente de esta teacutecnica se ha utilizado para analizar
arritmias cardiacuteacas en el feto (magnetocardiografiacutea fetal) imposibles de
detectar con un estetoscopio u otras teacutecnicas como la electrocardiogra-
fiacutea y el ultrasonido Actualmente en Los Aacutelamos se realizan investiga-
ciones para perfeccionar la tecnologiacutea con la colaboracioacuten de las uni-
versidades de Nuevo Meacutexico Nebraska Oregoacuten y San Francisco
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica Las imaacutegenes por resonancia magneacutetica (IRM) constituyen una es una
teacutecnica de diagnoacutestico descrita a principios de 1980 basada en la reso-
nancia magneacutetica nuclear descrita en el capiacutetulo 4 Como los tejidos
tienen diferente grosor y contenido de agua con protones capaces de
resonar con las radiofrecuencias adecuadas al realizar un barrido con
los instrumentos apropiados se puede obtener una imagen del interior
del cuerpo
Los equipos de IRM son mucho maacutes complejos que el esquema de
la RMN mostrado en el capiacutetulo 4 Poseen un imaacuten de grandes dimen-
siones que genera campos magneacuteticos muy intensos miles de veces
superiores a los de un imaacuten permanente convencional (figura 63)
Figura 63 Equipo comercial de formacioacuten de imaacutege-
nes por resonancia magneacutetica La persona se coloca
en el centro de un campo magneacutetico de gran valor al
fondo de la foto generado por corrientes muy intensas
que circulan por superconductores
La parte del cuerpo que se va a analizar (a veces todo el cuerpo) se
introduce en el campo magneacutetico y un sistema de emisioacuten y deteccioacuten
de radiofrecuencias registra la absorcioacuten de la radiacioacuten de microondas
en diferentes puntos Los datos se pasan a una computadora que es
capaz de dar una imagen de la regioacuten analizada en la pantalla de un
monitor
La resonancia magneacutetica es considerada por muchos como la moda-
lidad de diagnoacutestico por imaacutegenes maacutes versaacutetil sensible y eficaz de que
se dispone en la actualidad Su importancia meacutedica se puede resumir
brevemente sentildealando su capacidad de analizar finas secciones de mo-
do no invasivo y proporcionar imaacutegenes funcionales de cualquier parte
del organismo en un tiempo relativamente corto y desde cualquier aacuten-
gulo y direccioacuten Las teacutecnicas maacutes recientes permiten componer imaacutege-
nes tridimensionales en tiempo real
Las imaacutegenes de resonancia magneacutetica dan la posibilidad de detectar
y rastrear componentes bioquiacutemicos en cualquier corte anatoacutemico del
cuerpo humano lo que produce una informacioacuten biomeacutedica y anatoacutemi-
ca de gran potencial para el conocimiento fundamental y el diagnoacutestico
precoz de muacuteltiples enfermedades
La principal desventaja que presenta la IRM al compararla con la
Tomografiacutea Axial Computarizada (TAC) que tambieacuten es capaz de ob-
tener imaacutegenes de cualquier parte del organismo es que resulta mucho
maacutes cara Para generar los intensos campos magneacuteticos que se necesi-
tan es necesario utilizar grandes imanes superconductores Estos ima-
nes deben ser enfriados a muy bajas temperaturas con teacutecnicas comple-
jas lo que encarece mucho el proceso de obtencioacuten de imaacutegenes Sin
embargo la IRM tiene una ventaja que la TAC no posee no es agresi-
va para el paciente Puede ser empleada durante el tiempo o las veces
que se requiera sin dificultades mientras que al utilizar la TAC se so-
mete al paciente a niveles de radiacioacuten importantes en cada tomografiacutea
Levitacioacuten magneacutetica La necesidad de transportar maacutes raacutepida y eficientemente tanto a las
personas como a cualquier tipo de carga crece continuamente Desde
hace algunos antildeos en diversos paiacuteses existen los prototipos de un nuevo
meacutetodo de transportacioacuten que utiliza trenes con rieles o viacuteas electro-
magneacuteticas (figura 64) El meacutetodo se denomina de levitacioacuten magneacuteti-
ca o maglev (del ingleacutes magnetic levitation)
El teacutermino maglev se utiliza hoy diacutea como un teacutermino geneacuterico para
indicar cualquier tipo de transporte que base su movimiento en el uso
del electromagnetismo para lsquoflotarrsquo o levitar sobre un carril guiacutea o mo-
norraiacutel e impulsar el vehiacuteculo El funcionamiento del maglev estaacute fun-
damentado en la generacioacuten de campos magneacuteticos alternos que a la
vez que sostienen el tren lo impulsan hacia adelante Se emplean elec-
troimanes de bobinas superconductoras que praacutecticamente no consu-
men energiacutea Un Maglev tiacutepico cuenta con 16 imanes superconductores
de alta energiacutea magneacutetica que operan de forma independiente Asiacute se
garantiza un desempentildeo seguro aun cuando ocurran fallas simultaacuteneas
en varios de ellos
129
Figura 64 Tren de levitacioacuten magneacutetica en Shangai
Existen dos tipos baacutesicos de maglev el de suspensioacuten electromagneacute-
tica (SEM) y el de suspensioacuten electrodinaacutemica (SED) El sistema SEM
ha resultado ser bastante inestable la distancia entre los electroimanes
y los raiacuteles de unos 10 mm debe ser controlada y ajustada continua-
mente por computadora para evitar que el tren golpee el monorraiacutel
El maglev de suspensioacuten electrodinaacutemica SED utiliza la ley de Fa-
raday-Lenz para ubicar el tren en el centro del monorraiacutel y evitar los
choques Las bobinas de levitacioacuten de alta potencia estaacuten instaladas
fuera del tren en las prolongaciones que interaccionan con las bobinas
del monorraiacutel (figura 65) Cuando los electroimanes del tren pasan a
gran velocidad a varios centiacutemetros de las bobinas del monorraiacutel se
induce una corriente eleacutectrica que las convierte instantaacuteneamente en
imanes Aparecen fuerzas que tiran del vehiacuteculo hacia arriba causando
la levitacioacuten
Si el vehiacuteculo se desplaza lateralmente y trata de chocar contra el
raiacutel se inducen corrientes adicionales que originan fuerzas de repulsioacuten
sobre el lado maacutes cercano del tren y fuerzas de atraccioacuten sobre el maacutes
alejado De esa forma el tren siempre estaacute ubicado en el centro del raiacutel
sin posibilidad de choque
Las bobinas de levitacioacuten no son independientes estaacuten interconecta-
das a todo lo largo de la viacutea El empuje hacia delante se logra mediante
su energizacioacuten adicional por corrientes alternas generadas en subesta-
ciones distribuidas en todo el trayecto Las corrientes crean un campo
magneacutetico variable de tal forma que los electroimanes del vehiacuteculo son
atraiacutedos y repelidos alternadamente cuando se encuentran en la posicioacuten
adecuada para el avance Asiacute el vehiacuteculo se mueve siempre en el mis-
mo sentido de forma similar a como un ventilador alimentado por co-
rriente alterna gira siempre hacia un solo lado
Figura 65 Sistema magneacutetico de suspensioacuten (monorraiacutel) Los electro-
imanes de la viacutea actuacutean como suspensioacuten y como propulsioacuten a la vez
En todos los sistemas mecaacutenicos de transportacioacuten la friccioacuten cau-
sada por el roce de una superficie contra otra siempre estaacute presente El
rozamiento causa peacuterdidas de energiacutea genera calor y ocasiona el des-
gaste mecaacutenico de las diferentes partes del sistema Mientras menor sea
la friccioacuten entre las superficies menos fuerza se requiere para mover el
vehiacuteculo y maacutes eficiente seraacute el sistema de transportacioacuten utilizado
La reduccioacuten del rozamiento en el maglev permite eliminar el ruido
establecer una marcha maacutes estable reducir los costos de mantenimiento
y sobre todo alcanzar velocidades del orden de los 350 kmh El hecho
de que los trenes maglev no toquen los carriles tiene ademaacutes otras ven-
tajas aceleracioacuten y frenado maacutes raacutepidos mayor capacidad de subida en
cuestas y mejor funcionamiento en situaciones de lluvia intensa nieve y
hielo La eficiencia de estos vehiacuteculos es tal que en proporcioacuten solo
emplean de la mitad a la cuarta parte del combustible que gasta un
avioacuten o un automoacutevil en recorrer el mismo tramo
En principio el maglev parece ser maacutes seguro que los trenes con-
vencionales A causa del disentildeo de las viacuteas no puede haber descarrila-
mientos ni choques frontales No necesita cargar combustible a bordo
y al funcionar levitando sobre la viacutea disminuye la posibilidad de acci-
dentes por desgastes Sin embargo es necesario proteger a los viajeros
de los intensos campos electromagneacuteticos que se producen en el exte-
rior mediante un blindaje magneacutetico El blindaje se logra utilizando en
las paredes suelo y techo del tren alguacuten material ferromagneacutetico que
concentre en su interior y desviacutee las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
Una nota periodiacutestica de 2008 (BBC News) aseguraba que la ciudad
de Shangai era en ese momento la uacutenica con un servicio comercial ma-
glev en el mundo Desde el primero de enero de 2004 el tren transporta
viajeros entre el aeropuerto y el distrito financiero a 30 km de distancia
alcanzando velocidades de 350 kmh Con anterioridad desde 1984
hasta 1995 un maglev se utilizoacute en el aeropuerto internacional de Bir-
mingham Reino Unido para trasladar pasajeros hasta la estacioacuten de
trenes distante unos 600 m Fue finalmente sustituido por un sistema
convencional a causa de su baja confiabilidad
El tratamiento magneacutetico del agua
Se sabe desde hace muchos antildeos que al tratar el agua mediante cam-
pos magneacuteticos se afecta el comportamiento fiacutesico de las incrustaciones
en las calderas y tuberiacuteas Sin embargo a veces el procedimiento se
critica como pseudociencia quizaacutes porque junto a los reportes sobre
efectos reales demostrados en experimentos rigurosos tambieacuten suelen
aparecer falsos reportes sobre supuestos efectos no demostrados y se
echa en el mismo saco lo real y lo ficticio
Algunos de estos supuestos efectos no demostrados son el reforza-
miento de la resistencia del hormigoacuten hasta en 50 el incremento de
la eficiencia de separacioacuten por flotacioacuten de minerales en procesos in-
dustriales una mejor eficiencia de los detergentes en el lavado de la
ropa y gran cantidad de diversas aplicaciones meacutedicas Tambieacuten apare-
cen esporaacutedicamente artiacuteculos cientiacuteficos promisorios sobre una u otra
aplicacioacuten que nunca llegan a concretarse Por ejemplo en 2007 se
publicoacute un artiacuteculo (Environmental and Experimental Botany Vol 59
Issue 1 p 68-75) reportando el efecto de los campos magneacuteticos en la
germinacioacuten y desarrollo de las etapas tempranas del maiacutez donde se
obtuvieron efectos detectables en la germinacioacuten
132
Los autores encontraron que un porcentaje estadiacutesticamente signifi-
cativo de las semillas tratadas germinoacute antes que las de los grupos de
control y las plantas alcanzaron un mayor desarrollo en las primeras
etapas de crecimiento A los 10 diacuteas de la germinacioacuten se obtuvo un
mayor incremento de tamantildeo y peso resultados que coinciden con los
de otros investigadores (se citan 10 referencias)
Sin embargo esos resultados no garantizan de manera alguna un
posterior incremento de las cosechas El crecimiento acelerado incluso
pudiera ser dantildeino en vez de beneacutefico ocasionando lo que se suele
llamar lsquocrecer de viciorsquo y aportando a la larga menos frutos El artiacutecu-
lo tampoco propone un mecanismo que explique los efectos observa-
dos
Los anuncios comerciales poco escrupulosos contribuyen en gran
medida a divulgar fantasiacuteas de todo tipo Para ilustrar un magnetizador
comercial se muestra un esquema donde partiacuteculas negativas (cuales-
quiera que estas sean) se vuelven positivas tras el tratamiento magneacuteti-
co Ademaacutes las moleacuteculas de agua se ordenan como si fueran los mo-
mentos magneacuteticos de un soacutelido ferromagneacutetico saturado lo que resulta
en un absurdo por partida doble (httpwwwmagnetizernet
spaspahtm visto en agosto 7 2008) Recordar que el agua es diamag-
neacutetica y por tanto es repelida deacutebilmente por el campo magneacutetico No
es posible magnetizarla como si fuera un pedazo de hierro
En el mencionado sitio web se afirma que el tratamiento proporcio-
na los siguientes beneficios (ninguno de ellos demostrado) reduccioacuten
de la irritacioacuten de los ojos y la piel en piscinas accioacuten desodorizante
reduccioacuten de los costos de los tratamientos con cloro u otros agentes
quiacutemicos reduccioacuten de la tensioacuten superficial estabilizacioacuten del pH
eliminacioacuten maacutes efectiva de las lociones y aceites untados en la piel y
una sensacioacuten maacutes ldquosedosardquo del agua Se cita como uacuteltimo punto el
uacutenico realmente comprobado la reduccioacuten de las costras e incrustacio-
nes
Otros alegan que el tratamiento magneacutetico proporciona al agua pro-
piedades curativas o antiseacutepticas lo que tambieacuten carece de fundamento
La supuesta mejora en la eficiencia de los combustibles sometidos a
tratamiento magneacutetico merece un comentario aparte pues este argu-
mento resurge reiteradamente cada cierto tiempo y aunque existen
muchas patentes sobre el tema la demostracioacuten de la efectividad del
procedimiento nunca aparece Una buacutesqueda efectuada en agosto de
2008 en el sitio web especializado wwwsciencedirectcom dio por
resultado 40 artiacuteculos publicados de 1974 a la fecha que se relacionan
de alguna manera con el tratamiento magneacutetico del agua No surgioacute
ninguno respecto al tratamiento magneacutetico de combustibles En el sitio
httpwwwcsicoporgsi9801powellhtml se reporta una buacutesqueda
anterior con similares resultados
En todo caso soacutelo aparecen resultados anecdoacuteticos En un artiacuteculo
publicado en 2008 en la revista Applied Thermal Engineering por VA
Prisyazhniuk (Vol 28 Issue 13 Pages 1694-1697) se lee que durante la
Segunda Guerra Mundial la fuerza aeacuterea de Estados Unidos ensayoacute la
colocacioacuten de imanes junto a los conductos de combustible en los mo-
tores de los cazas P51 Mustang para mejorar su desempentildeo Sin embar-
go al buscar la fuente original citada por el autor lo que aparece es la
paacutegina WEB particular de la familia Shelley donde se pueden encon-
trar opiniones y reportes sin referencias sobre casi cualquier cosa
(httpwwwshelleysdemoncoukmagnetshtm) Tras una buacutesqueda
bastante exhaustiva el autor no pudo encontrar el reporte de un solo
experimento en banco de pruebas meacutetodo convencional para estudiar la
eficiencia de un motor de combustioacuten interna En estos bancos muy
familiares a los ingenieros se controlan los diversos reglajes del motor
su reacutegimen de trabajo a distintas potencias y otras variables de intereacutes
ameacuten del consumo de combustible Los entusiastas de aplicar el trata-
miento magneacutetico a combustibles nunca reportan esos estudios propo-
niendo en su lugar resultados donde intervienen de manera esencial
factores totalmente subjetivos como la pericia (y la honradez) de un
operador o chofer especiacutefico
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
La primera patente reivindicando el efecto del tratamiento magneacuteti-
co del agua sobre las costras data de 1946 Despueacutes aparecieron muchas
otras asiacute como una gran cantidad de reportes de todo tipo junto a ar-
tiacuteculos en revistas y dispositivos comerciales El esquema de un monta-
je convencional de laboratorio para aplicar tratamientos magneacuteticos y
su posterior estudio aparece en la figura 66
Se hace pasar el agua por una tuberiacutea a determinada velocidad a la
vez que se aplica un cam po magneacutetico externo Usualmente se estudia
la dependencia del efecto en funcioacuten de la velocidad del liacutequido y la 134
intensidad del campo aplicado ademaacutes de la influencia de otros posi-
bles paraacutemetros como la temperatura Se ha observado una mejoriacutea de
la eficiencia del dispositivo al incrementar la longitud de la seccioacuten de
tuberiacutea sometida al campo magneacutetico La mejoriacutea es maacutes marcada
cuando se colocan varios imanes consecutivos con la polaridad alterna-
da
Figura 66 Esquema de un dispositivo de laboratorio
para el tratamiento magneacutetico del agua
Un artiacuteculo resumen de 1996 lista maacutes de 80 referencias que repor-
tan la reduccioacuten en la formacioacuten de costras la aparicioacuten de costras me-
nos tenaces la remocioacuten de las ya existentes y la preservacioacuten de las
propiedades hasta 130 horas tras aplicar el tratamiento Se citan investi-
gaciones que tanto confirman como rechazan algunas conclusiones
parciales sin llegar a un resultado concreto Los mecanismos propues-
tos para explicar estos efectos comprenden interacciones intraioacutenicas o
intramoleculares efectos causados por la fuerza de Lorentz disolucioacuten
de contaminantes efectos de interfase soacutelido-liacutequido y cambios en la
morfologiacutea de los cristales minerales que se depositan Se ha considera-
do incluso la posibilidad de un efecto puramente mecaacutenico a causa de
la influencia del campo magneacutetico al crear posibles turbulencias en el
flujo liacutequido
Una gran parte de las dudas que existiacutean sobre el tratamiento se di-
siparon cuando Coey y Cass tras examinar maacutes de 100 muestras repor-
taron en una revista especializada en magnetismo que los sedimentos de
calcita obtenidos usualmente al evaporar el agua conteniendo iones 135
Ca2+ se convertiacutean en aragonita al aplicar el tratamiento Calcita y ara-
gonita son diferentes fases cristalinas del carbonato de calcio CaCO3
Tras el tratamiento magneacutetico Coey y Cass almacenaban el agua
durante un intervalo de tiempo to previo a su calentamiento en un bea-
ker a 80o C para formar los sedimentos Las fases soacutelidas se recolecta-
ban posteriormente del fondo del beaker y se analizaban mediante di-
fraccioacuten de rayos X y microscopia electroacutenica Encontraron un incre-
mento notable del cociente aragonitacalcita con el tratamiento magneacute-
tico alcanzando un maacuteximo para to ~ 40 horas
Tambieacuten se ha medido la concentracioacuten de iones Ca2+ a la salida de
un dispositivo magnetizador por meacutetodos electroquiacutemicos encontraacuten-
dose una reduccioacuten apreciable de la concentracioacuten de iones de calcio
Este resultado indica que el tratamiento magneacutetico activa de alguna
manera la precipitacioacuten del carbonato que queda en suspensioacuten en el
liacutequido y no puede contribuir a la conductividad eleacutectrica ni cristalizar
posteriormente en las paredes de la tuberiacutea
La eficacia del tratamiento se observa no solo en las nuevas deposi-
ciones de carbonato sino tambieacuten en las costras formadas con anterio-
ridad Existen reportes de que cuando se aplica el tratamiento las cos-
tras ya formadas desaparecen El autor tuvo la oportunidad de asistir
hace ya algunos antildeos a una reunioacuten resumen nacional sobre las expe-
riencias de la aplicacioacuten del tratamiento magneacutetico en diversos centra-
les o faacutebricas de azuacutecar En algunos casos el efecto fue tal que el des-
prendimiento de las costras obstruyoacute las tuberiacuteas y fue necesario inte-
rrumpir la produccioacuten
El tratamiento magneacutetico se aplica regularmente en muchas otras
instalaciones nacionales sin embargo maacutes allaacute de algunas considera-
ciones generales no existen modelos detallados que logren abundar en
la explicacioacuten fiacutesica de lo que sucede realmente en este caso
Tambieacuten se han encontrado resultados disiacutemiles utilizando tuberiacuteas
de acero inoxidable cobre y dos diferentes tipos de cloruro de polivini-
lo uno transparente y flexible y el otro riacutegido y opaco del tipo usado
en trabajos de plomeriacutea Aparecen reducciones del contenido de Ca2+ de
28 para el acero y el cobre mientras que para el PVC duro fue de 18
y praacutecticamente cero para el PVC blando por lo que las tuberiacuteas
utilizadas tambieacuten son un paraacutemetro importante que se debe tomar en
cuenta al estudiar los tratamientos magneacuteticos
136
Los reclamos publicitarios que afirman que el tratamiento magneacutetico
aporta al agua propiedades curativas o antiseacutepticas carecen de funda-
mento pues no existe la maacutes miacutenima evidencia ndashni teoacuterica ni experi-
mental- que justifique tales fantasiacuteas Y a pesar de las muchas patentes
que surgen cuando se realiza una buacutesqueda bibliograacutefica tampoco se ha
demostrado que el tratamiento magneacutetico aplicado a combustibles me-
jore su eficiencia los resultados experimentales que avalen tal afirma-
cioacuten nunca aparecen
Acelerador de partiacuteculas
Los campos magneacuteticos tambieacuten se utilizan como un medio auxiliar
para acelerar partiacuteculas elementales Estas se emplean posteriormente
para investigar el micromundo y tambieacuten para ldquobombardearrdquo tumores
de todo tipo en el interior del cuerpo Uno de los primeros aceleradores
de partiacuteculas fue el ciclotroacuten Su principio de operacioacuten es el siguiente
Dos cavidades huecas en forma de letra D guiacutean las partiacuteculas car-
gadas emitidas por una fuente ubicada en el centro del instrumento
(figura 67) Un campo magneacutetico perpendicular a la trayectoria (y al
plano del papel en la figura) producido por un potente electroimaacuten
hace que las partiacuteculas con carga eleacutectrica se muevan en una trayectoria
curva Las partiacuteculas son aceleradas en cada vuelta por una fuente pul-
sante de voltaje alterno cada vez que atraviesan la brecha o lsquogaprsquo entre
las lsquoDesrsquo
A medida que las partiacuteculas acumulan energiacutea se mueven en espiral
hacia el borde externo del acelerador Alliacute se pueden extraer utilizando
sistemas auxiliares que no aparecen en la figura
Tal como predice la teoriacutea especial de la relatividad cuando la velo-
cidad de las partiacuteculas se acerca a la de la luz se requiere cada vez maacutes
energiacutea para lograr incrementos adicionales de la velocidad Esto hace
que en cada vuelta las partiacuteculas se retrasen y no lleguen al gap en el
momento preciso para recibir el pulso de aceleracioacuten lo que impide el
aumento de la energiacutea maacutes allaacute de ciertos liacutemites
El problema quedoacute resuelto cuando se inventoacute el ciclotroacuten de fre-
cuencia modulada o sincrociclotroacuten instrumento donde la fuente pul-
sante de voltaje alterno va incrementando automaacuteticamente el intervalo
de tiempo entre los pulsos con el fin de compensar el retraso de las
partiacuteculas en cada vuelta Otros instrumentos de la misma familia son el
betatroacuten y el sincrotroacuten disentildeados para obtener muy altas energiacuteas en
otras aplicaciones donde el diaacutemetro del recorrido circular puede ser de
varios kiloacutemetros Todos ellos utilizan los campos magneacuteticos para
mantener confinadas las partiacuteculas mientras van adquiriendo energiacutea El
ciclotroacuten de la figura 67 posee un imaacuten superconductor de alta energiacutea
tiene una masa de 90 toneladas y un diaacutemetro de 34 m Requiere insta-
laciones auxiliares de control y programacioacuten que no aparecen en la
figura
Figura 67 a) Ciclotroacuten comercial para aplicaciones meacutedicas b) Esquema
simplificado de su funcionamiento (Adaptado de Rev Cub Fis vol 24 No
2 p 175-177 2007)
Cuando el magnetismo es indeseable
Minas magneacuteticas
Los aceros ordinarios empleados en la construccioacuten de grandes buques
son ferromagneacuteticos en mayor o menor grado Al desplazarse el buque
durante largos periacuteodos por la superficie del mar atravesando conti-
nuamente las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica del campo terrestre su
estructura llega a magnetizarse ligeramente El proceso es similar al que
tiene lugar cuando cualquier material ferromagneacutetico -un clavo unas
tijeras o un cuchillo- se frota con un imaacuten Aunque las fuerzas involu-
cradas son muy pequentildeas la exposicioacuten prolongada al campo hace que
los dominios magneacuteticos en el seno del material tiendan a ordenarse en
la direccioacuten del campo externo dando lugar a la magnetizacioacuten del
buque (ver capiacutetulo 2) Como las liacuteneas de fuerza variacutean su inclinacioacuten
con la latitud geograacutefica la magnetizacioacuten no solo tiene componentes
horizontales a lo largo del barco tambieacuten tiene componentes verticales
y transversales
En 1939 a principios de la 2da Guerra Mundial los alemanes apro-
vecharon este fenoacutemeno al idear minas magneacuteticas submarinas para
hundir los barcos ingleses Las minas eran capaces de detectar a distan-
cia a los grandes barcos y dantildearlos sin necesidad de hacer contacto
directo a causa de la onda de choque generada en el agua durante la
explosioacuten Se colocaban en el lecho marino en lugares de poco calado
cerca de las costas empleando aviones o submarinos y se ajustaban
para que estallaran al pasar un barco enemigo por encima No era posi-
ble neutralizarlas por los meacutetodos usuales que se empleaban para detec-
tar las minas convencionales que solo estallaban por contacto directo y
debiacutean ir ubicadas muy cerca de la superficie
Las minas poseiacutean una aguja magneacutetica muy sensible activada me-
diante un mecanismo de relojeriacutea tras ser colocada en el lugar deseado
La presencia cercana de cualquier naviacuteo magnetizado era suficiente
para mover la aguja y disparar el mecanismo auxiliar que haciacutea estallar
la mina
En 1939 los ingleses perdieron 14 buques barreminas disentildeados es-
peciacuteficamente para neutralizar minas pues no eran capaces de detectar
las minas magneacuteticas Ya para noviembre de ese mismo antildeo los alema-
nes habiacutean depositado unas 800 minas en los mares cercanos a la costa
inglesa y a la salida de sus riacuteos navegables
Tras develar su principio de funcionamiento -al recobrar una mina
mal colocada que no explotoacute- los ingleses idearon diversos medios para
neutralizarlas Uno de ellos era desmagnetizar los buques mediante un
enrollado de alambre alrededor del casco energizado con la planta eleacutec-
trica del propio buque que superponiacutea un campo de sentido contrario
para neutralizar la magnetizacioacuten del buque Enormes trasatlaacutenticos
como el Queen Mary y el Queen Elizabeth empleados para el transpor-
te de tropas fueron protegidos de esta manera
139
Para desactivar las minas se empleaban lanchas de madera que
arrastraban una balsa conteniendo una bobina La bobina generaba un
campo magneacutetico de intensidad suficiente como para hacer estallar las
minas Aviones equipados en forma similar capaces de volar a muy
baja altura se utilizaron con el mismo fin (Figura 68)
Maacutes adelante se encontroacute que al deslizar un cable con una corriente
de 2000 ampere a lo largo del casco de un buque (teacutecnica denominada
wiping) se induciacutea un campo apropiado que neutralizaba la magnetiza-
cioacuten El procedimiento funcionaba por un tiempo pero despueacutes era
necesario repetirlo
Figura 68 El avioacuten AF Vickers Wellington DWI Mark II de la Royal
Air Force fue otra respuesta para neutralizar las minas magneacuteticas ale-
manas El anillo de madera de balsa de 4 m de diaacutemetro creaba un
campo magneacutetico mediante una bobina de aluminio alimentada por un
generador dentro del avioacuten Al volar rasante sobre el agua haciacutea estallar
las minas
A partir de ese momento medidas y contramedidas relacionadas con
las minas magneacuteticas siguieron desarrollaacutendose por las fuerzas navales
de todo el mundo Es un tema que se ha tomado en cuenta en diferentes
conflictos beacutelicos Los sistemas actuales de desmagnetizacioacuten son mu-
cho maacutes complejos e incluyen no menos de tres conjuntos de bobinas
separadas para reducir la intensidad del campo magneacutetico del buque en
tres direcciones perpendiculares entre siacute 140
Hace unos pocos antildeos la marina norteamericana ensayoacute el uso de
bobinas superconductoras desmagnetizantes capaces de trabajar con
mejor eficiencia y reducir el peso de los enrollados hasta en 80 Un
resumen actualizado sobre el tema de la desmagnetizacioacuten de los bu-
ques aparece en el sitio WEB de la Revista Marina de Chile (referencia
77)
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Otro ejemplo donde la magnetizacioacuten resulta perjudicial y debe ser
eliminada a toda costa es cuando hay que soldar grandes tuberiacuteas de
acero Tal necesidad se presenta por ejemplo al instalar sistemas in-
dustriales de enfriamiento que deban trabajar a alta temperatura o que
necesiten soportar mucha carga Tanto durante el proceso de fabrica-
cioacuten como de transportacioacuten a grandes distancias los tubos pueden
llegar a magnetizarse en forma notable seguacuten sea la aleacioacuten especiacutefica
empleada en su construccioacuten
La forma usual de unir los tubos es aplicar a los bordes en contacto
una chispa o arco eleacutectrico con una varilla de soldar confeccionada a
partir de una aleacioacuten adecuada y alguacuten otro componente que evite la
oxidacioacuten y facilite la soldadura (el fundente) El arco no es maacutes que
una corriente eleacutectrica muy intensa formada por electrones y partiacuteculas
de aire ionizado que se mueven a gran velocidad (ver capiacutetulo 3) La
corriente pasa a traveacutes del aire ionizado formando un arco estable ge-
nerando efectos luminosos y una temperatura muy alta suficiente para
fundir el extremo de la varilla y poner al rojo los bordes de los tubos El
operador deposita en los bordes el material fundido que se difunde y
mezcla con el material de los tubos hasta lograr la soldadura
En el capiacutetulo 4 se analizoacute que los campos magneacuteticos estaacuteticos son
capaces de interaccionar con las partiacuteculas cargadas en movimiento
Una de las principales propiedades de esa interaccioacuten es que las fuerzas
que aparecen estaacuten siempre dirigidas en sentido lateral (perpendicular)
al movimiento de la partiacutecula De aquiacute que si el tubo estaacute magnetizado
el arco eleacutectrico se desviaraacute hacia un lado del punto especiacutefico que se
desea calentar cualquiera sea el punto que se seleccione y como quiera
que se coloque la varilla En realidad el arco salta continuamente de un
lugar a otro y no es posible alcanzar en punto alguno la temperatura
necesaria para formar la soldadura
Por ello no queda maacutes remedio que desmagnetizar los tubos pre-
viamente La forma usual de lograrlo es enrollando un alambre conduc-
tor a su alrededor y haciendo pasar por eacutel una corriente alterna de gran
intensidad que crea un campo magneacutetico alternante en el seno del tubo
Al ir disminuyendo paulatinamente la intensidad de la corriente hasta
llegar a cero los dominios magneacuteticos en el seno del material van que-
dando desordenados hasta que la magnetizacioacuten desaparece cuando la
corriente se anula totalmente (capiacutetulo 2) Si la tuberiacutea estaacute muy magne-
tizada puede ser necesario repetir varias veces el proceso
Existen equipos comerciales disentildeados especialmente para aplicar
este procedimiento a tuberiacuteas de diversos diaacutemetros incluyendo las
mayores que se fabrican
Magnetizacioacuten de la maquinaria industrial A partir de los antildeos setenta del siglo pasado comenzoacute a tomarse en
cuenta que el magnetismo inducido en diversas maquinarias podiacutea ser
la causa de muchas fallas hasta el momento inexplicables Hoy diacutea se
le atribuye a la magnetizacioacuten el deterioro de rodamientos cadenas
engranajes y acoplamientos en maquinarias que aparentemente no tie-
nen alguna conexioacuten magneacutetica y no forman parte de motores genera-
dores ni poseen conexiones eleacutectricas
El problema se origina en que las partes de acero interconectadas en-
tre siacute crean circuitos magneacuteticos Estos circuitos proporcionan una viacutea
faacutecil para la transmisioacuten de los campos magneacuteticos generados por mo-
tores u otros dispositivos magneacuteticos ubicados en lugares relativamente
distantes
Un campo magneacutetico en movimiento crea voltajes y corrientes indu-
cidas en el seno del material que incrementan la temperatura y aceleran
el desgaste de los rodamientos y otras partes moacuteviles Los voltajes y
corrientes inducidas son mayores mientras maacutes raacutepido es el movimiento
relativo de las superficies en contacto (capiacutetulo 4)
Otras posibles fuentes de magnetizacioacuten de la maquinaria son a) la
exposicioacuten de algunas de sus partes a campos magneacuteticos intensos que
den origen a una magnetizacioacuten remanente y b) el paso de una corriente
continua intensa durante una soldadura de arco
En casos extremos la combinacioacuten de diferentes elementos puede
llegar a causar con el tiempo chispas y dantildeos severos en la superficie de
las partes deslizantes incrementando la friccioacuten y el desgaste Algunos
fabricantes preveacuten estos comportamientos indeseables incluyendo ma-
teriales aislantes en los rodamientos
Anomaliacutea magneacutetica La distribucioacuten normal del campo magneacutetico terrestre se puede alterar
por muchas razones por la actividad solar por la presencia de grandes
objetos construidos con materiales de alto contenido de hierro como
aviones barcos o submarinos o a causa de la influencia las estructuras
geoloacutegicas formadas por minerales con inclusioacuten de diversas sustancias
ferromagneacuteticas como el hierro (Fe) el niacutequel (Ni) o el cobalto (Co) Es
posible detectar tales anomaliacuteas mediante los Sensores de Anomaliacuteas
Magneacuteticas (SAM) instrumentos mucho maacutes sensibles que la bruacutejula
disentildeados especialmente para detectar las pequentildeas alteraciones en la
distribucioacuten del campo magneacutetico terrestre (figura 69)
Figura 69 Sensor de anomaliacuteas magneacuteticas (magnetoacuteme-
tro de compuerta de flujo)
143
El funcionamiento de un SAM es diferente al de los detectores de
tuberiacuteas soterradas o a los usados en aeropuertos para descubrir armas u
otros objetos ocultos de metal Los SAM soacutelo son sensibles a las per-
turbaciones magneacuteticas causadas por la presencia de Fe Ni Co y sus
aleaciones o por oacutexidos u otros minerales que los contengan de he-
cho la primera aplicacioacuten praacutectica de un magnetoacutemetro de este tipo fue
la de localizar depoacutesitos minerales que tuvieran componentes ferro-
magneacuteticos El primer texto publicado sobre el tema ldquoExamen de ya-
cimientos de hierro mediante medidas magneacuteticasrdquo data de 1879
Hoy diacutea se siguen utilizando magnetoacutemetros en las prospecciones
geoloacutegicas Los maacutes sensibles son capaces de detectar variaciones de
01 nanotesla que representa soacutelo una diezmileacutesima parte de la intensi-
dad promedio del campo magneacutetico terrestre
Estos instrumentos reaccionan ante cualquier acumulacioacuten de mine-
ral ferroso con tal que no se encuentre muy alejada de la superficie
pero tambieacuten detectan cualquier otro objeto ferromagneacutetico cercano A
causa de la extrema sensibilidad para no alterar las lecturas los opera-
rios deben despojarse de todos los objetos que contengan materiales
ferromagneacuteticos tales como cuchillos hebillas gafas de armadura me-
taacutelica o llaveros Un magnetoacutemetro geoloacutegico es un instrumento pe-
quentildeo que consta de un detector y un registrador que se llevan a cues-
tas Es tiacutepico que el detector se coloque en una peacutertiga de 2 a 3 metros
de longitud con el fin de atenuar cualquier influencia proveniente del
operador (figura 610)
Otras posibles interferencias pueden ser causadas por construcciones
cercanas liacuteneas de ferrocarril autos y carretas o vigas de acero que se
encuentren soterradas como por ejemplo en los cimientos de un edifi-
cio Tambieacuten pueden alterar las lecturas del magnetoacutemetro las liacuteneas de
transmisioacuten eleacutectrica los transformadores de la red comercial e incluso
las variaciones propias del campo magneacutetico terrestre que siempre estaacute
sujeto a pequentildeas fluctuaciones
Las compantildeiacuteas de explotacioacuten de minerales tambieacuten suelen emplear
aviones para hacer la prospeccioacuten de rocas ferrosas aunque la detec-
cioacuten se basa en otros principios ya revisados en el capiacutetulo 4 al descri-
bir la deteccioacuten de metales (figura 611)
144
Figura 610 Prospeccioacuten de minerales ferrosos El mag-
netoacutemetro se encuentra en el extremo de la peacutertiga
Figura 611 Prospeccioacuten de minerales desde el aire
La uacuteltima novedad en la prospeccioacuten de minerales por medios elec-
tromagneacuteticos consiste en el uso de lsquodronesrsquo En la actualidad se en-
tiende por drone cualquier dispositivo aeacutereo controlado y no tripulado
(figura 612) Si en sus inicios los drones se utilizaron de manera ex-
clusiva para fines beacutelicos sus aplicaciones se han ido diversificando
cada vez maacutes Algunas compantildeiacuteas de prospeccioacuten mineral tienen en
sus planes inmediatos usar drones para levantar mapas del espectro
electromagneacutetico a diferentes frecuencias Seguacuten Peter LeCouffe 145
director de operaciones de la compantildeiacutea canadiense Harrier Aerial Sur-
veys los drones se usaraacuten para lsquohellipregistrar las diversas bandas del
espectro electromagneacutetico Diferentes minerales dejaraacuten huellas elec-
tromagneacuteticas disiacutemiles de manera que con un procesador podemos en
principio resolver la composicioacuten de esos mineralesrsquo
(httpwwwminingandexplorationcatechnologyarticledrones_are_re
ady_for_takeoff_in_the_mining_industry)
Figura 612 Drone utilizado en la actualidad en
la prospeccioacuten de minerales por medios no
magneacuteticos con una autonomiacutea de vuelo de 15
a 20 minutos
Conflictos beacutelicos
Durante la Segunda Guerra Mundial los diversos contendientes emplea-
ron magnetoacutemetros para descubrir los submarinos enemigos (figura
613) el instrumento era remolcado por un barco o se colocaba en una
aeronave el meacutetodo aeacutereo es el habitual en la actualidad dada la sensi-
bilidad de los magnetoacutemetros contemporaacuteneos Cualquier variacioacuten
brusca del campo magneacutetico en las cercaniacuteas del detector como por
ejemplo la que tiene lugar en el motor de arranque durante el encendi-
do de un vehiacuteculo proporcionaraacute una clara sentildeal Esta uacuteltima particula-
ridad ha sido empleada en los conflictos beacutelicos para detectar garajes o
cocheras militares camufladas
Para reducir la interferencia de los equipos eleacutectricos proveniente
del propio avioacuten el SAM se coloca en una proyeccioacuten externa o bota-
loacuten como el que se muestra en un avioacuten P-3C de la Lockheed (figura
614) en los helicoacutepteros el magnetoacutemetro se cuelga de un cable Lo 146
usual es antildeadir circuitos electroacutenicos para neutralizar el ruido magneacuteti-
co de interferencia proveniente de la aeronave Aun asiacute el submarino se
detectaraacute solo si se encuentra cerca de la superficie y no demasiado
lejos del medio aeacutereo empleado
Figura 613 Deteccioacuten magneacutetica de submarinos
Figura 614 Botaloacuten con el magnetoacutemetro en su interior
147
El alcance maacuteximo de deteccioacuten de unos 1200 m lo determina el
tamantildeo del submarino y la composicioacuten de su casco aunque tambieacuten
influye en el alcance la direccioacuten relativa del movimiento respecto al
campo magneacutetico terrestre tanto del avioacuten como del submarino Exis-
ten submarinos nucleares cuyo casco estaacute construido de titanio metal
no magneacutetico no obstante diversos instrumentos y equipos en su inte-
rior que incluyen las turbinas el reactor y los motores dieacutesel auxiliares
se construyen de aleaciones que contienen hierro y niacutequel haciendo
factible su deteccioacuten magneacutetica
El magnetoacutemetro que aparece en el esquema de la figura 69 deno-
minado lsquode compuerta de flujorsquo (fluxgate magnetometer) fue desarro-
llado en 1930 funciona energizando con corriente alterna dos bobinas
ideacutenticas en oposicioacuten de manera que la lectura del amperiacutemetro aco-
plado a la bobina secundaria se puede ajustar a cero en presencia del
campo terrestre Sin embargo cualquier perturbacioacuten magneacutetica poste-
rior causa un desequilibrio en la magnetizacioacuten de los nuacutecleos ferro-
magneacuteticos y en la corriente que atraviesa las bobinas apareciendo una
sentildeal detectable en el secundario
Un tipo de magnetoacutemetro maacutes reciente es el de precesioacuten de proto-
nes A pesar de que su nombre quizaacutes le sugiera al lector un teacutermino de
ciencia-ficcioacuten su funcionamiento es muy sencillo (aunque la fiacutesica del
fenoacutemeno no lo es) En este caso el enrollado se coloca alrededor de un
recipiente largo y estrecho con agua etanol o keroseacuten Al usar una
bateriacutea de corriente continua y desenergizar bruscamente el enrollado
en presencia del campo magneacutetico terrestre aparece una extracorriente
de ruptura que activa los momentos magneacuteticos de los protones en los
nuacutecleos atoacutemicos de la sustancia en cuestioacuten Se genera asiacute una peque-
ntildea sentildeal proporcional al campo terrestre que se puede amplificar y de-
tectar Un ejemplo de extracorriente de ruptura es la pequentildea chispa
que ocasionalmente se origina en un interruptor al desconectar un mo-
tor o una laacutempara de luz friacutea
En la actualidad existen magnetoacutemetros computarizados muy sensi-
bles que pueden detectar anomaliacuteas magneacuteticas terrestres desde los
sateacutelites en oacuterbita Magnetoacutemetros complejos se incluyen en naves
espaciales para estudiar el magnetismo del sol y otros planetas En julio
de 2007 se publicoacute el Mapa Mundial Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
con datos recopilados durante un largo periacuteodo de tiempo Fue confec-
cionado usando sensores SAM de diversos tipos combinando determi-
naciones terrestres mariacutetimas y aeacutereas por viacutea sateacutelite (figura 615)
El mapa completo se puede descargar en
httpprojectsgtkfiexportsitesprojectsWDMAMprojectperugiaW
DMAM_102_2007_Edition_low_resolution_reduced1pdf
Figura 615 Seccioacuten Centroamericana y Caribentildea del Mapa Mundial
Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
149
CAPIacuteTULO 7
TERAPIAS MAGNEacuteTICAS REALES E ILUSORIAS
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
En la actualidad existen muchas terapias que aplican campos magneacuteti-
cos tanto estaacuteticos como electromagneacuteticos Algunas tienen base cien-
tiacutefica y son totalmente vaacutelidas como la diatermia que consiste en el
calentamiento local de los tejidos aplicando radiacioacuten de microondas
Otras no poseen valor alguno a la luz de los conocimientos cientiacuteficos
contemporaacuteneos sin embargo muchas personas alegan sentirse mejor
cuando se someten a ellas
Las terapias ilusorias aparentan causar beneficios por diversas razo-
nes Una de ellas es el efecto placebo descrito en el capiacutetulo siguiente
Otra razoacuten es que no toman en cuenta la evolucioacuten natural de los pade-
cimientos que pretenden curar Por ejemplo hay estadiacutesticas que mues-
tran que en casi el 90 de los casos de las dolencias relacionadas al
sistema osteo-mio-articular hay remisioacuten espontaacutenea de siacutentomas es
decir desaparecen o reducen su intensidad por siacute mismos lo cual hace
aparecer como eficaz cualquier tratamiento aplicado tanto si es con-
vencional como si pertenece al grupo de las llamadas medicinas ldquoalter-
nativasrdquo ldquonaturalesrdquo o ldquotradicionalesrdquo
Se dice que es necesario conocer el pasado para poder comprender
el presente y vislumbrar hacia doacutende iremos en el futuro Y la realidad
es que muchos supuestos tratamientos magneacuteticos ldquonovedososrdquo ade-
maacutes de carecer de fundamento cientiacutefico fueron ya ensayados y
desechados hace mucho Auacuten alcanzan categoriacutea de terapia en ciertos
ciacuterculos gracias a la ignorancia de practicantes y pacientes a la ilusoria
promesa de alivio efectivo con poco esfuerzo y sin riesgos para el 150
paciente y a la propaganda reiterada acerca de su supuesta efectividad
la mayoriacutea de las veces con fines estrictamente econoacutemicos
A veces se alega que tales terapias son beneacuteficas porque los imanes
son lsquonaturalesrsquo como si esto fuera un argumento de peso En realidad
los imanes que se encuentran en la vida diaria son todos sinteacuteticos di-
sentildeados para cada aplicacioacuten especiacutefica Poseen propiedades magneacuteti-
cas muy superiores a las de la magnetita natural que en la praacutectica soacutelo
ha quedado para curiosidad de museo o uso de laboratorio (ver tabla
23) Ademaacutes el naturismo no es ciencia sino una doctrina que predi-
ca el uso de productos naturales para prevenir o curar las enfermedades
Nadie ha demostrado que la medicina natural sea superior o siquiera
equivalente a la medicina convencional moderna excepto quizaacutes en
alguna contada excepcioacuten
No es raro que las supuestas terapias aparezcan de forma recurrente
Alcanzan un maacuteximo de popularidad se ponen de moda y muchos las
adoptan Al cabo de un corto tiempo surge el desencanto se comprueba
que no sirven para nada y desaparecenhellip aunque no totalmente para
reaparecer con fuerza al cabo de unos pocos antildeos renaciendo de sus
cenizas como el ave Feacutenix
El caso de las pulseras magneacuteticas del capiacutetulo 1 no es ni mucho
menos el uacutenico En la actualidad no resulta difiacutecil encontrar anuncios
promociones y artiacuteculos en revistas no especializadas o en la Internet
donde se ensalzan las virtudes de uno u otro tratamiento magneacutetico o de
radiaciones desconocidas para ser aplicadas tanto a personas como a
animales Los anuncios recomiendan bobinas para generar campos al-
ternos o imanes permanentes para magnetoterapia prometiendo al
comprador beneficios de todo tipo a un precio moacutedico Usualmente los
imanes se colocan en alguacuten soporte o aditamento adecuado como pulse-
ras vendas collares mantas e incluso camas
Estas promociones nunca aportan pruebas de sus afirmaciones citan
personajes inexistentes o fuera de contexto y ni siquiera emplean una
terminologiacutea veraz Lo usual es que utilicen teacuterminos cientiacuteficos pero
en forma incorrecta No obstante para el lector no entrenado estas
declaraciones suelen resultar bastante convincentes pues la terminolo-
giacutea cientiacutefica proporciona un manto de ciencia y veracidad a lo que
nada tiene de lo uno o de lo otro Tambieacuten pesa mucho en la balanza el
afaacuten del paciente de buscar solucioacuten a una dolencia que puede no ser
fatal pero siacute muy molesta recurrente y difiacutecil de aliviar 151
Por tanto iquestqueacute hay de cierto y queacute de falso en las terapias magneacuteti-
cas iquestQueacute se sabe en realidad y queacute resulta una pura especulacioacuten iquestEs
correcto incluir a todas bajo una misma denominacioacuten Es decir por
ser magneacuteticas o electromagneacuteticas iquesttodas sirven iquestNinguna sirve
iquestSon beneacuteficas o son dantildeinas iquestCoacutemo separar la ficcioacuten de la realidad
Campos magnetostaacutetico y electromagneacutetico Antes de proseguir resulta conveniente insistir en lo siguiente Existe
una diferencia esencial entre los campos magnetostaacuteticos asociados a
los imanes permanentes (o a una bobina con corriente continua) y los
campos electromagneacuteticos que se generan en una antena emisora o se
producen al hacer pasar una corriente alterna por el enrollado de una
bobina La diferencia consiste en que los campos magneacuteticos variables
en el tiempo siempre tienen asociado un campo eleacutectrico mientras que
los campos magneacuteticos estaacuteticos no estaacuten asociados a campo eleacutectrico
alguno
Los magnetoterapeutas usualmente desconocen lo anterior y no ha-
cen distincioacuten entre uno y otro cuando en realidad resulta imprescindi-
ble analizarlos por separado pues las propiedades son radicalmente
distintas En un caso solo actuacutea un campo el magneacutetico En el otro dos
campos con propiedades muy diferentes actuaraacuten a la vez sobre el suje-
to
Campo magneacutetico estaacutetico magnetoterapia El teacutermino proviene del ingleacutes magnetotherapy ldquoterapia con imanesrdquo
pero tambieacuten se aplica a los campos generados en bobinas con corriente
continua siempre y cuando la corriente no variacutee con el tiempo
Desde la antiguumledad se le han atribuido virtudes curativas a los ima-
nes Cuando se revisa la literatura surgen referencias anecdoacuteticas anti-
guas aunque difiacuteciles de verificar Asiacute se mencionan papiros de antes
de nuestra era donde aparece la receta de un unguumlento aplicable a heri-
das en la cabeza nombrando el hierro meteoacuterico que algunos interpre-
tan como el imaacuten natural magnetita Tambieacuten parece ser que griegos y
romanos atribuiacutean efectividad a los tratamientos magneacuteticos Seguacuten
algunas fuentes el griego Hipoacutecrates considerado el meacutedico maacutes
152
importante de la antiguumledad recomendaba ldquohellipsi la cavidad uterina no
retiene el semen viril toma plomo y saca de la piedra que atrae el hie-
rro un polvo fino envuelve todo en tela de lino humedecida con leche
de mujer y luego apliacutecalo como fomento contra la matrizrdquo Otras afir-
man que en los escritos del bioacutegrafo y ensayista griego Plutarco se pue-
de encontrar la desconcertante referencia de que un imaacuten permanente
pierde su fuerza si se le restriega con ajo Tambieacuten aparecen menciones
sobre las supuestas virtudes curativas de la magnetita en escritos persas
aacuterabes y bizantinos antiguos
En el siglo XVI el meacutedico filoacutesofo y alquimista suizo Theophrastus
Bombastus von Hohenheim (1493-1541) maacutes conocido como Paracel-
so utilizoacute imanes permanentes para tratar la epilepsia la diarrea y las
hemorragias procedimientos que posteriormente fueron encontrados
sin fundamento Consideraba que las enfermedades eran atraiacutedas hacia
el imaacuten de la misma forma que son atraiacutedos el acero y el hierro y que
uno de los polos era capaz de atraer y el otro de repeler los padecimien-
tos
Aunque los escritos de Paracelso conteniacutean elementos de magia la
oposicioacuten a los preceptos meacutedicos de su tiempo apoyados en purgas y
sanguijuelas para lsquoextraer los malos fluidos del cuerporsquo contribuyeron
al adelanto del pensamiento cientiacutefico de la eacutepoca Algunos de sus cri-
terios subsisten hasta hoy en forma de pseudociencia como por ejem-
plo la supuesta diferencia de aplicar un polo norte o un polo sur en
diferentes terapias magneacuteticas Paracelso tambieacuten es considerado pre-
cursor de otra pseudociencia la homeopatiacutea de Samuel Hahnemann
(1755-1843) pues muchos de sus remedios se cimentaban en la creen-
cia de que ldquolo similar cura lo similarrdquo Esta frase resume la lsquoley de lo
similaresrsquo uno de los nunca demostrados postulados de Hahnemann
(ver Rev Cub Fiacutesica vol 25 No 1 (2008) p 38-44 accesible en la
WEB)
En los siglos siguientes se multiplicaron en toda Europa partidarios
y detractores de las terapias magneacuteticas En 1641 el irlandeacutes Valentine
Greatrakes inspirado en un suentildeo se dedicoacute a prestar sus servicios
como sanador frotando las partes afectadas con una barra de hierro
magnetizada El eacutexito de sus tratamientos fue confirmado por personas
distinguidas y educadas de la eacutepoca pero las curas eran transitorias y
la cantidad de personas que veniacutean a consultarlo fue decreciendo gra-
dualmente hasta que se retiroacute Johan Baptiste van Helmont (1644)
intentoacute asociar el magnetismo a la miacutestica encontrando la oposicioacuten del
jesuita Adanasius Kircher quien consideraba las conjeturas supersticio-
sas como payasadas Es posible encontrar referencias del siglo XVIII
sobre la aplicacioacuten de los imanes permanentes a los dolores dentales y a
las histerias temblores y tortiacutecolis Tambieacuten se mencionan la mejora en
la regularidad de las menstruaciones y la atenuacioacuten de dolores en ge-
neral
Franz Anton Mesmer
La terapia magneacutetica con imanes permanentes alcanzoacute su mayor grado
de popularizacioacuten a finales del siglo XVIII en Francia con Franz Anton
Mesmer un meacutedico austriacuteaco precursor en los campos del psicoanaacutelisis
y del hipnotismo Mesmer habiacutea sido alumno de otro sacerdote jesuita
el padre Maximilian Hell quien realizaba ldquocuracionesrdquo a principios de
la deacutecada de 1770 aplicando a sus pacientes placas de acero magneti-
zado
En viacutesperas de la Revolucioacuten Francesa Mesmer inauguroacute en Pariacutes
un saloacuten de curaciones que atendiacutea a la nobleza e incluiacutea tratamientos
magneacuteticos Las curaciones se lograban tratando las ldquohellipdesviaciones
indeseables del magnetismo animal innato a los seres humanosrdquo Con el
tiempo Mesmer descubrioacute que obteniacutea los mismos resultados sin utili-
zar los imanes y postuloacute que el lsquomagnetismo animalrsquo inherente a todo
lo vivo era quien le permitiacutea corregir las anomaliacuteas del lsquoflujo magneacuteti-
corsquo en los enfermos
Uno de sus tratamientos consistiacutea en reunir a los pacientes en una
habitacioacuten oscura Vistiendo una tuacutenica dorada y una especie de varita
maacutegica en su mano los sentaba alrededor de una gran vasija que conte-
niacutea una disolucioacuten de productos quiacutemicos El magnetizador y sus ayu-
dantes todos varones miraban fijamente a los ojos de los pacientes les
hablaban y les frotaban diversas partes del cuerpo incluyendo los senos
de las mujeres mientras los pacientes se agarraban a unas barras de
hierro que sobresaliacutean de la disolucioacuten hasta que se alcanzaba un cierto
grado de exaltacioacuten De esta manera se curaban a diestra y siniestra
muchos aristoacutecratas principalmente mujeres joacutevenes
En 1785 cuatro antildeos antes del inicio de la Revolucioacuten Francesa los
principales meacutedicos de Pariacutes presionaron a Luis XVI para que tomara
154
cartas en el asunto quien hizo que la Academia Francesa de las Cien-
cias nombrara una comisioacuten para revisar los lsquotratamientosrsquo de Mesmer
La comisioacuten incluiacutea personalidades de renombre como el astroacutenomo
Jean Sylvain Bailly miembro de la Academia primer presidente de la
Asamblea Nacional durante la Revolucioacuten Francesa y posteriormente
Alcalde de Pariacutes el quiacutemico Antoine Lavoisier descubridor de la Ley
de Conservacioacuten de la Masa miembro de la Academia tambieacuten cono-
cido como el Padre de la Quiacutemica Moderna el meacutedico Joseph Ignace
Guillotin de sombriacutea celebridad hoy diacutea pero un meacutedico reconocido en
su eacutepoca y diputado a la Asamblea Nacional y Benjamiacuten Franklin
revolucionario norteamericano diplomaacutetico y experto en electricidad
inventor del pararrayos y los bifocales
La comisioacuten realizoacute lo que hoy se conoce como un elemental expe-
rimento de control aplicoacute el tratamiento magnetizador sin que los pa-
cientes lo supieran y no se produjeron las curaciones Se concluyoacute que
las curaciones si las habiacutea estaban solo en la mente de las personas que
las esperaban El informe elaborado desfavorable para las teoriacuteas de
Mesmer hizo que este perdiera raacutepidamente su prestigio y pasara el
resto de su vida en el olvido
La figura 71 muestra un dibujo de un perioacutedico parisino de la eacutepo-
ca Benjamiacuten Franklin aparece a la izquierda con los documentos que
declaran el magnetismo animal una farsa Arriba a la derecha Mesmer
con grandes orejas de burro es expulsado volando de la sala junto a su
seacutequito de asistentes Los maacutes maliciosos en Pariacutes acusaban a Mesmer
de ejecutar praacutecticas maacutegico-sexuales en su saloacuten de curaciones
Los reportes originales de las autoridades parisinas detallando las te-
rapias de Mesmer junto a muchas otras informaciones sobre falsos
expertos y tratamientos magneacuteticos aparecen en el libro de Charles
Mackay ldquoMemorias de Ilusiones Populares y la Locura de las Multitu-
desrdquo editado en 1841 Se encuentra accesible en
httpwwwfullbookscomMemoirs-of-Extraordinary-Popular-
Delusionsx3081html
155
Figura 71 Dibujo satiacuterico de un perioacutedico parisieacuten
de 1790 ridiculizando al magnetismo animal lsquoFran-
klin pone en fuga a los mesmeristasrsquo en lsquoEl magne-
tismo develadorsquo Biblioteca Nacional de Francia
Tractores de Perkins
Tambieacuten hacia finales del siglo XVIII el meacutedico Elisha Perkins de
Connecticut que alternaba el ejercicio de la medicina con el de comer-
cio de mulas recomendaba el uso de lsquotractores metaacutelicosrsquo para el tra-
tamiento de varias enfermedades en personas y caballos Los lsquotractoresrsquo
(punzones confeccionados de dos metales diferentes que en realidad no
teniacutean propiedades magneacuteticas) se utilizaban frotando suavemente el
aacuterea lesionada para ldquoextraer el fluido eleacutectrico nocivo que subyace en
la base del sufrimientordquo En 1776 justo al comienzo de la guerra de
independencia de Estados Unidos le habiacutea sido concedida una patente
bajo el tiacutetulo ldquoaparato metaacutelico de Perkins para la terapia del dolorrdquo
Algunos meacutedicos prominentes esceacutepticos de los resultados de Per-
kins repitieron sus experimentos utilizando piezas de madera talladas y
pintadas de forma que semejaran tractores Los resultados fueron exac-
tamente los mismos que los obtenidos con los tractores reales y fueron
publicados en el artiacuteculo ldquoDe la imaginacioacuten como causa y cura de
desoacuterdenes ejemplificada por tractores ficticiosrdquo En 1796 la Connec-
ticut Medical Society calificoacute a Perkins de farsante y lo expulsoacute de sus
filas por haber ldquorevivido las remanencias miserables del magnetismo
animalpredicando que el frotamiento curaraacute radicalmente los dolores
maacutes rebeldesrdquo Por regla general los periodistas no tardaban en satiri-
zar este tipo de fantasiacuteas terapeacuteuticas (figura 72)
Figura 72 Aplicacioacuten de los tractores de Perkins
Tomado de httpwwwhslvirginiaedu Publicado
por H Humphrey 27 St Jamess Street Londres
Nov 11 1801
Un artiacuteculo mucho maacutes reciente de EJ Engstrom publicado en el
Medizinhistorisches Journal 41(3-4) 2006 revela que entre 1780 y
1830 los meacutedicos de La Chariteacute uno de los principales hospitales de
Berliacuten realizaron ensayos cliacutenicos para comprobar la efectividad tera-
peacuteutica del magnetismo animal y mineral (la manera de designar en la
eacutepoca lo que hoy se conoce como magnetoterapia) Fundamentaacutendose
en los reportes meacutedicos e historias cliacutenicas Engstrom concluyoacute lo si-
guiente ldquoMientras que en 1790 la plausibilidad de las reivindicaciones
terapeacuteuticas del magnetismo animal demandaban la atencioacuten del cuerpo
meacutedico en 1830 las evidencias acumuladas sobre lo que se basaban
esas reivindicaciones habiacutean perdido su poder de persuasioacuten y fueron
relegadas al oscuro mundo de los farsantes y los charlatanesrdquo
157
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos No obstante a pesar de la continuada descalificacioacuten de estos procedi-
mientos por parte de la comunidad cientiacutefica la terapia magneacutetica se
hizo bastante popular En los siglos siguientes devino en una forma de
curanderismo o charlataneriacutea distorsionada y muchas veces fraudulenta
A finales del siglo XIX era posible encontrar cataacutelogos de grandes tien-
das norteamericanas ofertando ropa y sombreros magneacuteticos (algunos
con maacutes de 700 imanes) para entrega por correo Los anuncios prome-
tiacutean que ldquohellipel magnetismo aplicado correctamente curaraacute cualquier
enfermedad curable independientemente de cuaacutel sea su causardquo (Ma-
cklis R Annals of Medicine 118(5) 376-383 1993)
Auacuten hoy diacutea es posible encontrar escritos donde se afirma que el
magnetismo es buenohellip praacutecticamente para todo Asiacute por ejemplo una
solicitud de patente de 1982 (S Maeshima Tokio) describe los benefi-
cios que proporciona el aparato disentildeado por eacutel como que es capaz de
ldquohellip conducir el magnetismo al cuerpo y con esto provocar una leve
estimulacioacuten de los nervios perifeacutericos y de las ceacutelulas tisulares Esto
debe aumentar la circulacioacuten de la sangre la excrecioacuten cutaacutenea y el
recambio efectos necesarios para la conservacioacuten de una buena salud
para la defensa contra las enfermedades y para la recuperacioacuten general
despueacutes de una severa enfermedadrdquo Aquiacute el engantildeo estaacute en la palabra
ldquodeberdquo es decir el solicitante supone que su invento es capaz de todo
lo que dicehellip que desde luego no puede demostrar
En el paacuterrafo anterior se pudiera escribir igualmente lsquodebersquo estimu-
lar los procesos que favorecen la formacioacuten de tumoreshelliprsquodebersquo esti-
mular la reproduccioacuten de las ceacutelulas cancerosas en fin lo que a usted
se le ocurra ya que no hay razoacuten alguna para que se estimulen uacutenica-
mente los procesos beneacuteficos para el organismo si es que efectivamen-
te se logra estimular alguno Lo uacutenico que ha cambiado en relacioacuten con
los escritos del siglo XVIII es la terminologiacutea utilizada maacutes acorde con
el estado actual de los conocimientos
El misticismo las exageraciones y las falsedades que acompantildearon
el uso del magnetismo en la medicina desde sus inicios de cierta forma
desestimularon por mucho tiempo el desarrollo de investigaciones cien-
tiacuteficas serias acerca de sus posibles efectos terapeacuteuticos Al avanzar el
siglo XX el intereacutes popular por la terapia magneacutetica habiacutea decaiacutedo y
158
hacia los antildeos 40 praacutecticamente no se publicaban artiacuteculos en las revis-
tas especializadas acerca de los efectos fisioloacutegicos de los campos
magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos
Aunque actualmente es posible encontrar ofertas de imanes perma-
nentes en forma de diversos aditamentos terapeacuteuticos los estudios que
avalan la eficacia de esos tratamientos siguen sin aparecer Auacuten maacutes ni
siquiera hay indicios de cual pudiera ser el posible mecanismo de ac-
cioacuten de esos dispositivos Como el campo magneacutetico de los imanes no
variacutea con el tiempo no hay efectos eleacutectricos asociados ademaacutes la
intensidad de los campos aplicados es muy pequentildea para tener alguacuten
efecto directo sobre el organismo Analicemos pues brevemente las
propiedades reales de los campos magnetostaacuteticos
El campo magnetostaacutetico es conservativo Es conocido que un campo magnetostaacutetico no interacciona con las par-
tiacuteculas sin carga eleacutectrica Tampoco lo hace con las que tienen carga
eleacutectrica y estaacuten en reposo Solo puede hacerlo con las cargas o iones
en movimiento haciendo que su direccioacuten variacutee pero no su energiacutea
cineacutetica pues la fuerza de interaccioacuten es perpendicular al movimiento
en todo momento (en fiacutesica se resume esta propiedad diciendo que la
fuerza no hace trabajo)
Si se acerca un imaacuten al cuerpo humano puede que interaccione de
una manera diferente con los iones presentes en los tejidos haciendo
que su energiacutea potencial variacutee Pero al alejarlo la situacioacuten se revertiraacute
completamente Al regresar a la posicioacuten inicial el sistema tornaraacute
exactamente al estado energeacutetico que teniacutea en sus inicios sin que haya
ninguacuten cambio neto en la energiacutea (es por eso que el campo magnetostaacute-
tico es un campo conservativo la energiacutea del sistema se mantiene cons-
tante en un ciclo cerrado de movimiento) Luego no se puede conside-
rar que haya un traspaso de energiacutea del imaacuten al sujeto pues contradice
las leyes conocidas de la fiacutesica Si asiacute fuera los imanes se descargariacutean
como las bateriacuteas lo que no sucede (Los imanes de las bocinas de sus
equipos de audio y los de la puerta de su refrigerador no se lsquodescarganrsquo
nunca por mucho que trabajen)
Otro argumento contrario a la efectividad terapeacuteutica de los campos
magnetostaacuteticos es el siguiente los promotores de la aplicacioacuten de ven-
das magnetizadas para estimular los muacutesculos de los deportistas atribu-
yen los supuestos efectos a un incremento de la circulacioacuten local de la
sangre Sin embargo la evidencia cientiacutefica que apoya esta afirmacioacuten
es inexistente Vale la pena recordar que el flujo sanguiacuteneo depende de
factores tales como la diferencia de presioacuten en el sistema de vasos y de
sus diaacutemetros sometidos eacutestos a un fino control a traveacutes de mecanis-
mos muy complejos (hormonales nerviosos y sistemas locales de con-
trol) cuya influencia individual es muy difiacutecil de valorar
Ademaacutes todo intento de explicar un incremento en la circulacioacuten
mediante las fuerzas magneacuteticas que actuacutean sobre los iones cargados en
movimiento choca con la realidad de que esas fuerzas son demasiado
pequentildeas Se ha calculado que un imaacuten permanente tiacutepico capaz de
generar en la piel un campo magneacutetico de 25 mT origina un efecto en
los iones de la sangre millones de veces menor que el de la agitacioacuten
teacutermica que siempre se encuentra presente en cualquier objeto
Un argumento definitorio en contra de la supuesta estimulacioacuten local
de la circulacioacuten de la sangre es el siguiente los pacientes sometidos a
diagnoacutestico en equipos de resonancia magneacutetica se someten a campos
magneacuteticos de intensidad miles de veces mayores que el proporcionado
por cualquier imaacuten permanente Los estudios realizados sobre estos
pacientes nunca han mostrado efecto alguno en la circulacioacuten sanguiacute-
nea
Existen numerosas investigaciones que han fracasado en el empentildeo
de encontrar alguna relacioacuten entre la aplicacioacuten del campo magneacutetico y
la circulacioacuten de la sangre Tambieacuten se ha sentildealado que la sola presen-
cia de una venda alrededor de un muacutesculo sin ninguacuten aditamento mag-
netizante es suficiente para hacer variar su temperatura y ejercer un
efecto estimulante De manera que es posible afirmar sin lugar a dudas
que esa estimulacioacuten magneacutetica de la circulacioacuten no es maacutes que una
fantasiacutea ilusoria
Campo electromagneacutetico
Como se explicoacute en la seccioacuten anterior los campos magneacuteticos varia-
bles en el tiempo engendran campos eleacutectricos (y viceversa) de manera
que no es posible analizar los efectos magneacuteticos sin tomar en cuenta
los efectos eleacutectricos Ambos efectos estaraacuten siempre presentes en con-
junto en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propaga en todas
direcciones a la velocidad de la luz
160
Descartando los rayos X analizados en el capiacutetulo 5 resulta uacutetil es-
tablecer una divisioacuten adicional entre los dos tipos de radiaciones maacutes
utilizadas en diversas terapias las microondas u ondas de radio de alta
frecuencia y los campos alternos de baja frecuencia
Microonda (300 MHz-3 GHz) El principal efecto de las microondas en los tejidos bioloacutegicos es la
generacioacuten de calor La diatermia se utiliza ampliamente para tratar el
dolor y la inflamacioacuten con irradiaciones de radiofrecuencias sobre la
zona afectada para elevar la temperatura La tendencia actual para tra-
tar algunos tipos de procesos inflamatorios es contraria se reduce la
temperatura con el objetivo de ralentizar o retardar las reacciones dantildei-
nas que tienen lugar en el proceso
Como la componente eleacutectrica de la radiacioacuten actuacutea directamente
sobre las cargas eleacutectricas puede inducir pequentildeas corrientes eleacutectricas
en los tejidos que generaraacuten calor por efecto Joule Tambieacuten habraacute otro
tipo de interaccioacuten la dieleacutectrica al inducir dipolos en las moleacuteculas no
polares o ejerciendo torques sobre las moleacuteculas polares Este meca-
nismo tambieacuten puede elevar la temperatura de los tejidos al incrementar
la agitacioacuten al nivel microscoacutepico pues la temperatura es justamente la
medida macroscoacutepica de esa agitacioacuten El proceso es enteramente simi-
lar al que tiene lugar en un horno de microondas
La induccioacuten generada por los campos eleacutectricos y el correspon-
diente calor disipado aumenta con la intensidad del campo aplicado y
con la rapidez de su variacioacuten en el tiempo Existe un rango bastante
amplio de frecuencias que producen estos efectos La frecuencia utili-
zada en la mayoriacutea de los equipos comerciales de microondas es de
unos 2 450 MHz regulada por convenios internacionales
Radiacioacuten de baja frecuencia
En la literatura meacutedica se denominan campos de baja frecuencia a los
de valor entre 20 y 100 Hz la frecuencia de la red comercial es 50 Hz
en Europa y 60 Hz en Ameacuterica Tambieacuten es usual encontrar campos
pulsantes que poseen una frecuencia algo mayor pero que no se apli-
can de forma continua sino por impulsos de corta duracioacuten Con ese
161
procedimiento se persigue el objetivo de dar tiempo a dispersar lo maacutes
posible el calor potencial generado por la radiacioacuten -si lo hubiere- ya
que en este caso no es el calor lo que interesa
Existe amplia evidencia de que la actividad eleacutectrica estaacute presente en
el cuerpo humano en todo momento Es posible medir los potenciales
causados por las corrientes en el corazoacuten (electrocardiograma) o en el
cerebro (electroencefalograma) Un hueso sometido a un esfuerzo me-
caacutenico tambieacuten puede generar diferencias de potencial (efecto piezo-
eleacutectrico) De manera que resulta muy racional suponer que la aplica-
cioacuten de una corriente eleacutectrica adecuada de baja intensidad podraacute afec-
tar los tejidos de alguna manera Esa corriente se puede aplicar direc-
tamente a traveacutes de contactos en la piel o indirectamente mediante un
campo electromagneacutetico de baja frecuencia que genera campos eleacutectri-
cos y corrientes en el interior del cuerpo La palabra lsquoadecuadarsquo es im-
portante los tejidos responden de muy diversa forma a diferentes sentildea-
les eleacutectricas en dependencia tanto del tejido particular considerado
como de la sentildeal aplicada Por tanto es imposible conocer de ante-
mano sin llevar a cabo ensayos cliacutenicos detallados si tal estiacutemulo seraacute
realmente beneacutefico o por el contrario dantildeino para el paciente Muchos
promotores de estos procedimientos simplemente no toman en cuenta
esta realidad
Breve historia de la terapia electromagneacutetica Las terapias electromagneacuteticas surgieron casi conjuntamente con el
inicio de las primeras redes eleacutectricas comerciales La figura 73 mues-
tra una paciente durante una aplicacioacuten del Theronoid producido en
Estados Unidos a partir de 1928 Consistiacutea en un enrollado toroidal de
alambre conductor de unos 50 cm de diaacutemetro con una caja adosada y
dos controles uno de apagadoencendido y otro de altabaja para regu-
lar la intensidad Disentildeado para aplicaciones caseras el paciente lo
conectaba a la corriente de su vivienda para autoaplicarse tratamientos
diarios de 3 a 5 minutos de duracioacuten Este no fue el primer dispositivo
con estas caracteriacutesticas pues con anterioridad se habiacutean patentado
otros similares para ser usados tanto en personas como animales hasta
en caballos La figura 74 se muestra una patente donde la bobina se
colocaba alrededor de todo el caballo parado en sus 4 patas
162
Figura 73 El Theronoid (Tomado de
httpwwwamericanartifactscomsmmaindexhtm)
Figura 74 Equipos para tratamientos electromagneacuteti-
cos Principios del siglo XX (Tomado de httpwww
americanartifactscomsmmaindexhtm)
Como casi siempre ocurre con estas terapias maravillosas los auto-
res afirmaban que el Theronoid podiacutea curar casi cualquier dolencia
desde el estrentildeimiento hasta la paraacutelisis En 1933 la Comisioacuten Federal
de Comercio de Estados Unidos prohibioacute la publicidad del Theronoid
como dispositivo terapeacuteutico por no encontrar que proporcionara bene-
ficio alguno a las personas (accesible en httpwwwamericanartifacts
comsmmaindexhtm)
En el presente existe una gran cantidad de literatura sobre el tema
Por ejemplo una revisioacuten del antildeo 2008 publicado por RHW Funk y
colaboradores del Instituto de Anatomiacutea de Dresden incluye alrededor
de 400 artiacuteculos dedicados al estudio de los efectos bioloacutegicos de la
radiacioacuten sobre ceacutelulas y tejidos El resumen no incluye otros muchos y
muy variados artiacuteculos que reportan los efectos de la radiacioacuten al apli-
carse directamente a las personas (a pesar de que quienes los aplican no
saben con certeza si los tratamientos seraacuten dantildeinos en alguacuten sentido o
no)
En las personas la radiacioacuten de baja frecuencia se ha aplicado al es-
tudio de los efectos en el aparato muacutesculo-esqueleacutetico en traumatolo-
giacutea reumatologiacutea y en enfermedades del aparato vascular La terapia
maacutes estudiada es la que se aplica a las fracturas oacuteseas tanto en personas 163
como animales Si bien el mecanismo no estaacute totalmente esclarecido
diversos autores reportan que la radiacioacuten estimula los procesos asocia-
dos a la formacioacuten del hueso y a la asimilacioacuten de implantes Se em-
plean frecuencias entre 20 y 100 Hz con intensidades del campo aplica-
do muy pequentildeas entre 05 y 8 mT y duracioacuten de hasta 30 minutos El
tratamiento puede prolongarse por diacuteas o meses aunque hay investiga-
dores que alegan que la regeneracioacuten del hueso pudiera ocurrir de ma-
nera indeseable Otros consideran que los beneficios no justifican su
relativamente alto uso cliacutenico en algunos lugares
En 1985 Watkins y otros reportaron que la aplicacioacuten a equinos de
campos electromagneacuteticos en defectos creados previamente mediante
cirugiacutea en la superficie del tendoacuten digital flexor causoacute un incremento
en la concentracioacuten de vasos sanguiacuteneos Pero la maduracioacuten del tejido
de reparacioacuten y la transformacioacuten del tipo de colaacutegeno (componentes
esenciales del proceso de recuperacioacuten del tendoacuten) fueron en realidad
retrasadas por el tratamiento
Un artiacuteculo muy documentado de EYS Chao y N Inoue basado
en ensayos con animales y publicado en 2003 titulado ldquoEstimulacioacuten
biofiacutesica de la reparacioacuten de huesos fracturados regeneracioacuten y remo-
delacioacutenrdquo concluye que ldquohellipsin conocer con precisioacuten el mecanismo
celular asociado a la respuesta de los tejidos a estas intervenciones
resultariacutea difiacutecil e inefectivo implementar una terapia apropiada acorde
a la prescripcioacuten cliacutenica precisardquo Maacutes adelante sentildeala ldquose requiere un
esfuerzo en este sentido para lograr la suficiencia en la aplicacioacuten cliacuteni-
cardquo
Al final de la publicacioacuten en un intercambio con los aacuterbitros los
propios autores advierten ldquohelliputilizar esta tecnologiacutea de forma indis-
criminada (sin prescripcioacuten y supervisioacuten apropiada) puede causar efec-
tos secundarios indeseados e incluso dantildeinosrdquo Un meta-anaacutelisis esta-
diacutestico posterior publicado en 2008 por Mollon et al reporta que en
ese momento auacuten existiacutea mucha incertidumbre acerca de la efectividad
de la estimulacioacuten electromagneacutetica cuando se aplica a las fracturas
Pero la radiacioacuten electromagneacutetica de baja frecuencia no solo se
aplica en los huesos Adicionalmente ha sido evaluada por diferentes
investigadores para el tratamiento de tejidos blandos tambieacuten en la
cabeza para supuestamente calmar los dolores o la ansiedad y en otras
partes del cuerpo con diversos fines Se fabrican equipos comerciales
en los que se puede introducir el torso completo de una persona (Figura
75)
Figura 75 Terapia con campos electromagneacuteticos de muy baja
frecuencia
En ciertos casos algunas investigaciones proporcionan evidencia de
que esta terapia pudiera ser de valor como en el caso de lesiones croacuteni-
cas y la regeneracioacuten neuronal Sin embargo otros no han podido en-
contrar ninguacuten efecto en la curacioacuten de los tejidos y es bastante usual
encontrar reportes contradictorios Quienes critican estas teacutecnicas ale-
gan que muchos de los experimentos que aparecen en la literatura han
sido mal disentildeados o no ha habido comparacioacuten con grupos de control
para confirmar los resultados Otros apuntan que los campos eleacutectricos
inducidos a tan bajas frecuencias son mucho menores a los que por
naturaleza existen en las membranas bioloacutegicas por lo que resulta muy
cuestionable la efectividad del tratamiento
A partir de los estudios realizados en ceacutelulas se ha estimado que la
intensidad de un campo magneacutetico de frecuencia industrial (50-60 Hz)
debe ser superior a 05 mT para inducir corrientes eleacutectricas de una
magnitud similar a las que se presentan de forma natural en el cuerpo
humano
En general aunque usualmente se reconoce la eficacia de algunos de
estos tratamientos tambieacuten existe el sentimiento bastante generalizado
entre la comunidad cientiacutefica de que auacuten queda mucho por estudiar para
lograr optimizar paraacutemetros tales como las caracteriacutesticas de la sentildeal
aplicada -intensidad frecuencia forma de la onda- el tiempo de aplica-
cioacuten y la duracioacuten del tratamiento A la par se necesitan estudios deta-
llados que permitan descartar la aparicioacuten de dantildeos colaterales
Reportes negativos
La radiacioacuten a baja frecuencia y baja intensidad no parece tener efectos
perjudiciales inmediatos pero siacute a largo plazo Un reporte bastante 165
completo de la Universidad de Washington en 2004 firmado por H Lai
y NP Singh indica que ldquohellip ratas expuestas a campos sinusoidales de
60 Hz por dos horas a intensidades de 01-05 mT mostraron incre-
mento de la rotura de cadenas simples y dobles de ADN en las ceacutelulas
del cerebrordquo y un artiacuteculo review de 2014 realizado por el Bioinitiative
Working Group de la Universidad de Washington reporta afectaciones
geneacuteticas en ceacutelulas expuestas a radiaciones de muy baja frecuencia en
el 83 de los casos
Estos resultados debieran indicarle a los terapeutas magneacuteticos con-
temporaacuteneos no aplicar a los sujetos campos de baja frecuencia de for-
ma recurrente al menos hasta tener mayor informacioacuten sobre el tema
Por una parte no hay beneficios demostrados mediante ensayos cliacutenicos
rigurosos y por la otra existe la posibilidad concreta de efectos perju-
diciales a largo plazo Aplicar estas radiaciones en la regioacuten abdominal
podriacutea acarrear afectaciones en el ADN de oacutevulos y espermatozoides
Como son entidades unicelulares se incrementariacutea asiacute la probabilidad
de que el paciente llegue a procrear fetos viables pero con alguna ano-
maliacutea geneacutetica que no seraacute detectada hasta mucho despueacutes
Otros lsquotratamientosrsquo son estafas bien organizadas En febrero de
2007 en una accioacuten combinada con Meacutexico y Canadaacute la Comisioacuten
Federal de Comercio de EEUU (Federal Trade Commision FTC)
presentoacute una demanda contra la empresa canadiense lsquoZoetron therapyrsquo
alegando la inefectividad de su terapia electromagneacutetica contra el caacuten-
cer La misma se basaba en la aplicacioacuten de campos magneacuteticos pulsan-
tes para eliminar las ceacutelulas cancerosas La Zoetron cobraba de 15 000
a 20 000 USD a los pacientes norteamericanos que despueacutes debiacutean
trasladarse por su cuenta a Meacutexico Durante la accioacuten combinada las
autoridades mexicanas clausuraron la cliacutenica en Tijuana donde se efec-
tuaban los tratamientos Finalmente la Zoetron llegoacute a un acuerdo con
la FTC en el que la empresa se comprometiacutea a no intentar nuevamente
un lsquonegociorsquo anaacutelogo a cuenta de la suspensioacuten de una multa de 7 650
000 USD basada esencialmente en su imposibilidad de cubrirla
En septiembre de 2013 la Food and Drug Administration (FDA) de
ese mismo paiacutes envioacute una carta de advertencia de delito a la empresa
israelita Curatronic Ltd por comercializar en los EEUU equipos gene-
radores de radiacioacuten electromagneacutetica capaces seguacuten sus promotores
de lsquoreeducarrsquo los muacutesculos para prevenir infartos incrementar la
166
circulacioacuten y retardar o prevenir la atrofia (Documento accesible en
httpwwwfdagovicecienforcementactionswarningletters2013ucm
335343htm)
Estos ejemplos indican que como regla cualquier supuesto tratamiento
electromagneacutetico se debe verificar a partir de la literatura cientiacutefica y
no soacutelo por lo que promueven los sitios comerciales
No obstante no todos los tratamientos propuestos en la literatura
son espurios Los hay efectivos o al menos reconocidos como tales
pero muy contados Un ejemplo es el siguiente la FDA aproboacute en
enero de 2013 un tratamiento dirigido a adultos con desordenes depre-
sivos que no alcanzan una mejoriacutea significativa con tratamientos con-
vencionales anti-depresivos La terapia emplea radiaciones electromag-
neacuteticas de baja frecuencia (1-10 kHz) (Documento accesible en
httpwwwaccessdatafdagovcdrh_docspdf12k122288pdf)
Nanomagnetismo y medicina
A principios de este siglo comenzaron a aparecer con cierta frecuencia
en las revistas cientiacuteficas especializadas artiacuteculos que relacionan la
nanotecnologiacutea con el magnetismo y la medicina A partir de ese mo-
mento la cantidad de artiacuteculos se ha ido incrementando en forma soste-
nida Una revisioacuten publicada en 2009 por Pankhust lista maacutes de 110
artiacuteculos que se pueden agrupar en diversas vertientes seguacuten el tema
especiacutefico a que estaacuten dedicados Ademaacutes de las nanopartiacuteculas mag-
neacuteticas que se emplean para realzar el contraste de las imaacutegenes de
resonancia magneacutetica se destacan las siguientes aplicaciones del
nanomagnetismo
1 Separacioacuten magneacutetica de ceacutelulas u otras entidades bioloacutegicas
2 Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
3 Meacutetodos de radiofrecuencia para desintegrar tumores por hiper-
termia
Separacioacuten magneacutetica Esta teacutecnica emplea nanopartiacuteculas compatibles con la entidad bioloacutegi-
ca deseada para lsquomarcarlasrsquo con alguna sustancia magneacutetica Tras ser
marcadas se separan de las restantes mediante alguacuten dispositivo de se-
paracioacuten magneacutetica Tal dispositivo puede ser algo tan sencillo como
un tubo de ensayo al cual se aplica un imaacuten permanente para causar la
segregacioacuten de las partiacuteculas magneacuteticas fuera del fluido portador Una
vez segregadas es faacutecil eliminar el resto del liacutequido Desde luego exis-
ten meacutetodos mucho maacutes raacutepidos y sofisticados
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
La desventaja principal de la mayoriacutea de las quimioterapias es que no
son especiacuteficas El faacutermaco se aplica por viacutea intravenosa y se dispersa
en todo el organismo atacando tanto al tumor como a las ceacutelulas sanas
causando efectos secundarios indeseables Si los faacutermacos pudieran
colocarse en el lugar especiacutefico donde se necesitan se podriacutean utilizar
con mayor efectividad y con menos peligro de dantildear las ceacutelulas sanas
Asiacute seriacutea posible reducir tanto los efectos secundarios como la cantidad
empleada de medicamento
El procedimiento magneacutetico propuesto desde finales de los antildeos 70
para tratar tumores cancerosos consiste en unir alguacuten producto toacutexico
para las ceacutelulas (citotoacutexico) con una nanopartiacutecula magneacutetica biocom-
patible La partiacutecula resultante se mezcla con un liacutequido portador ade-
cuado que puede ser agua o alguacuten solvente orgaacutenico para formar un
ferrofluido con las partiacuteculas complejas en suspensioacuten en el liacutequido
Usualmente se antildeade alguacuten estabilizador como el aacutecido oleico o el aacuteci-
do ciacutetrico para prevenir la aglomeracioacuten de las partiacuteculas
El tratamiento consiste en inyectar el fluido en el sistema circulato-
rio a la vez que se aplica un campo magneacutetico externo en la regioacuten del
cuerpo donde se desea concentrar el citotoacutexico La intensidad del cam-
po debe variar fuertemente con la distancia pues la fuerza magneacutetica
actuando sobre las partiacuteculas no es proporcional a la intensidad del
campo externo sino a su gradiente es decir a cuaacuten raacutepido variacutea esa
intensidad con la distancia Una vez que el complejo citotoacutexico-
nanopartiacutecula se concentra en el tumor el primero se libera mediante
cambios en la actividad enzimaacutetica en la acidez (pH) o en la temperatu-
ra
Existen muchos factores que influyen en el resultado final del pro-
cedimiento entre ellos el flujo sanguiacuteneo la concentracioacuten del ferro-
fluido el grosor de los tejidos la distancia hasta el origen del campo
168
magneacutetico la reversibilidad del enlace citotoacutexico-nanopartiacutecula y el
volumen del tumor
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
Los primeros intentos datan de 1957 cuando Gilchrist y colaboradores
impregnaron tejidos con partiacuteculas de maghemita (γ-Fe2O3) de tamantildeo
entre 20 y 100 nm para luego exponerlos a radiaciones electromagneacuteti-
cas de frecuencia 12 MHz El procedimiento actual no ha variado mu-
cho Las partiacuteculas se conducen hasta el tumor de manera similar al
meacutetodo descrito anteriormente y se aplica radiacioacuten electromagneacutetica
externa de frecuencia adecuada para lograr el calentamiento de las par-
tiacuteculas y el incremento de la temperatura del tumor Si la temperatura
se logra mantener frac12 hora o maacutes por encima del umbral terapeacuteutico de
los 42 ordmC el tumor seraacute destruido
En la praacutectica este meacutetodo ha estado muy restringido porque resul-
ta difiacutecil no dantildear los tejidos sanos adyacentes durante el calentamiento
No obstante en 2007 se reportaron los primeros estudios cliacutenicos en
humanos en el hospital La Chariteacute de Berliacuten realizados en un grupo de
14 pacientes con caacutencer en el cerebro Las nanopartiacuteculas se inyectaron
directamente en el tumor y la radiacioacuten aplicada fue de 100 kHz (J
Neuro-Oncol 2007 81 53-60) El proceso se controloacute de manera con-
tinua mediante imaacutegenes por resonancia magneacutetica En junio de 2010
la compantildeiacutea alemana Mag Force Nanotechnologies AG recibioacute la apro-
bacioacuten para comercializar su terapia Nano Caacutencer que combina el uso
de nanopartiacuteculas de oacutexido de hierro con la aplicacioacuten de radiacioacuten de
alta frecuencia en pacientes con glioblastoma multiforme (GBM) el
tumor cerebral maacutes comuacuten y maligno que se conoce Los fabricantes
afirman que su teacutecnica afecta solamente al tumor y que los tejidos sanos
adyacentes no se afectan (httpwwwmagforcedeenglishproducts
nano-cancer-therapyhtml)
iquestTratamiento magneacutetico contra el dolor Tanto los campos electromagneacuteticos como los magnetostaacuteticos son
propuestos actualmente por muchos comerciantes como uacutetiles para
aliviar el dolor En particular la idea de que sea posible reducir el dolor
con solo aplicar sobre la parte afectada un imaacuten permanente sin utilizar
aparatos complejos ni ingerir medicamentos resulta muy seductora De
ser cierta resultariacutea ideal tendriacuteamos un meacutetodo que praacutecticamente no
causa molestias no produce efectos colaterales y no cuesta dinero si se
exceptuacutea la inversioacuten inicial (un imaacuten se puede adquirir incluso de la
bocina de un equipo de radio desechado de un disco duro dantildeado o de
la puerta de un refrigerador inservible) Por si esto fuera poco el trata-
miento mediante un agente intangible e invisible como el campo mag-
neacutetico posee un aura de misterio que para muchas personas presenta un
atractivo adicional
Sin embargo no se tiene idea del posible mecanismo mediante el
cual el campo magneacutetico ya bien sea estaacutetico o variable en el tiempo
pudiera producir estos efectos Si verdaderamente el campo magneacutetico
estaacutetico fuera efectivo para aliviar el dolor no se podriacutea considerar que
el efecto esteacute asociado a una disminucioacuten de la conductividad eleacutectrica
de los nervios Hay caacutelculos que demuestran que para disminuir la con-
ductividad nerviosa en 10 se necesitan campos miles de veces maacutes
intensos que los que proporciona el imaacuten permanente maacutes potente
A veces se afirma que la aplicacioacuten de imanes es efectiva para ali-
viar siacutentomas como dolores musculares en el cuello y los hombros
aunque otros les atribuyen maacutes bien un efecto psicoloacutegico que de otro
tipo sobre el paciente En el caso que la aplicacioacuten va acompantildeada de
masajes no se han encontrado diferencias decisivas entre el empleo del
masaje y el campo magneacutetico aplicado o sin eacutel Otros estudios han dado
por resultado que la aplicacioacuten de collares o almohadillas magneacuteticas
no tiene efecto alguno sobre estos dolores Algo similar ocurre con las
supuestas aplicaciones en veterinaria No se encuentran estudios debi-
damente comprobados que demuestren que la terapia magnetostaacutetica
sea uacutetil en el tratamiento de dolencias animales Una revisioacuten de revis-
tas meacutedicas y veterinarias de 1998 con 65 referencias no logroacute encon-
trar ninguna evidencia definitiva a favor de los campos magneacuteticos
estaacuteticos (Ramey DW 1998)
En cuanto a los campos electromagneacuteticos algunos estudios realiza-
dos sobre el efecto de los campos de baja frecuencia y baja intensidad
para aliviar el dolor han proporcionado resultados aparentemente satis-
factorios (por ejemplo ver Annals of Surgery March 2012 - Volume
255 - Issue 3 - p 457ndash467) Otras referencias indican que esta terapia
pudiera resultar uacutetil para aliviar el dolor en el tratamiento de la osteoar-
tritis de la rodilla y la cervical en dolores persistentes en el cuello y en
170
el tratamiento de mujeres con dolores croacutenicos en la pelvis Sin embar-
go en otros casos como el de la artritis en el hombro no se han obser-
vado mejoriacuteas Los tratamientos en animales parecen ser menos efecti-
vos que en las personas aunque no nulos
Una posible explicacioacuten (no demostrada) para este comportamiento
seriacutea considerar que el tratamiento electromagneacutetico es capaz de afectar
la produccioacuten de sustancias quiacutemicas endoacutegenas ie generadas por el
organismo capaces de regular la transmisioacuten del dolor A mediados de
la deacutecada de 1970 se demostroacute que muchas fibras que inhiben la trans-
misioacuten del dolor en la meacutedula espinal liberan un neurotransmisor de-
nominado encefalina y que algunas aacutereas del cerebro que procesan los
mensajes de dolor producen otras sustancias quiacutemicas inhibidoras lla-
madas endorfinas
Las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad en otros
campos sobre los mecanismos del dolor involucran gran cantidad de
ensayos cliacutenicos y miles de pacientes Por ejemplo se ha sugerido
cierta relacioacuten entre la acupuntura y la liberacioacuten de endorfinas en el
organismo y algunos neurofisioacutelogos opinan que las agujas podriacutean
desencadenar la liberacioacuten de estas sustancias -lo que tampoco ha sido
demostrado- Un meta-anaacutelisis estadiacutestico que resume los resultados
de muchos ensayos cliacutenicos previos titulado ldquoAcupuncture Treatment
for Pain Systematic Review of Randomised Clinical Trials with Acu-
puncture Placebo Acupuncture and No Acupuncture Groupsrdquo publi-
cado en el British Medical Journal (BMJ 2009 338 a3115) arrojoacute las
siguientes conclusiones en una poblacioacuten total de 3 025 sujetos al com-
parar los resultados de la acupuntura contra un placebo ldquohellipse encontroacute
un pequentildeo efecto analgeacutesico que aparentemente posee poca relevancia
cliacutenica y no puede ser claramente separado de la predisposicioacuten de los
practicantesrdquo -el meacutetodo doble ciego no se aplicoacute en ninguacuten caso- ldquoNo
estaacute claro si las agujas en los puntos de acupuntura o en cualquier sitio
reducen el dolor de manera independiente del impacto psicoloacutegico del
ritual del tratamientordquo
No fue posible encontrar estudios similares al anterior empleando
campos electromagneacuteticos en vez de agujas Por otra parte como se
dijo antes muchos ensayos cliacutenicos no toman en cuenta la remisioacuten
espontaacutenea de los siacutentomas que tiene lugar en muchas dolencias tam-
poco consideran el efecto placebo Este uacuteltimo consiste en que no po-
cas personas alegan sentir mejoriacutea cuando se someten a alguacuten proce-
dimiento ineficaz o se les suministra alguna sustancia inerte -el place-
bo- bajo la falsa pretensioacuten de ser un medicamento que aliviaraacute su do-
lencia (ver capiacutetulo 8)
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial Vivimos sumergidos en un mar de ondas electromagneacuteticas de baja
intensidad que barren un amplio espectro de frecuencias Ondas de la
frecuencia de la red comercial de radio televisioacuten y microondas
atraviesan nuestros cuerpos continuamente todos los diacuteas y cada
segundo de cada diacutea mientras comemos dormimos nos bantildeamos o
nos sentamos frente al televisor Estas ondas son generadas por las
redes o tendidos eleacutectricos los radares las redes de comunicacioacuten de
todo tipo y algunos equipos industriales o del hogar como los televi-
sores los hornos de microondas las cocinas de induccioacuten y los teleacute-
fonos celulares Pero hay una gran diferencia entre los efectos causa-
dos por la radiacioacuten de alta intensidad y la de baja intensidad A partir
de cierta intensidad la radiacioacuten puede llegar a ser muy dantildeina por
debajo de cierto valor resulta totalmente inocua De aquiacute que cuando
se habla de los efectos de la radiacioacuten electromagneacutetica resulta indis-
pensable establecer con suma precisioacuten los liacutemites de intensidad y el
intervalo de frecuencias de que se habla
La radiacioacuten proveniente de fuentes naturales es de muy baja in-
tensidad mucho menor que la generada por las fuentes creadas por el
hombre En la superficie terrestre en el intervalo de 1 MHz a 10
GHz su intensidad es menor de 000001 wattm2 La proveniente de
fuentes artificiales se puede originar tanto en la comunidad como en
las viviendas o los puestos de trabajo
En la comunidad
La mayor parte de esta radiacioacuten se origina en las antenas emisoras de
radio TV y otros equipos de telecomunicaciones Su valor es en
promedio inferior a la que proviene de los aparatos de radio o televi-
sioacuten en el hogar Seguacuten estudios realizados los niveles promedio de
radiacioacuten en las grandes ciudades se situacutea en torno a los 000005
wm2 y solo 1 de la poblacioacuten se halla expuesto a intensidades 172
superiores a 01 wm2 Obviamente en las locaciones ubicadas en las
inmediaciones de transmisores de gran potencia o sistemas de radar
se pueden registrar niveles maacutes elevados
En las viviendas
Aquiacute las fuentes de radiacioacuten incluyen los hornos de microondas las
cocinas de induccioacuten los teleacutefonos moacuteviles y celulares los dispositi-
vos de alarma antirrobo y los televisores Los hornos de microondas
que en principio podriacutean originar niveles de radiofrecuencias muy
elevados estaacuten sujetos a normas estrictas que limitan las fugas de
radiacioacuten No ocurre asiacute con las cocinas de induccioacuten para las que no
existen normas internacionales a pesar de son capaces de dispersar
niveles importantes de radiacioacuten en todas direcciones Con la excep-
cioacuten de las cocinas de induccioacuten el nivel baacutesico de radiacioacuten de los
aparatos electrodomeacutesticos es bajo en general de unas cuantas dece-
nas de microwatt por metro cuadrado (μwm2)
Puesto de trabajo
Existen procesos industriales que utilizan radiacioacuten electromagneacutetica
de gran intensidad como por ejemplo los calentadores dieleacutectricos
empleados para laminacioacuten de maderas y sellado de plaacutesticos los
calentadores por corrientes de induccioacuten los hornos de microondas
para uso industrial los equipos de diatermia para tratar el dolor y los
aparatos de electrocirugiacutea para cortar y soldar tejidos Siempre existe
la posibilidad de que el personal que trabaja con esos sistemas sufra
una exposicioacuten excesiva especialmente en las actividades relaciona-
das con el calentamiento o sellado industrial mediante radiofrecuen-
cias o con el manejo de unidades de diatermia La intensidad de la
radiacioacuten en las proximidades del equipo utilizado puede ser superior
a varias decenas de wattm2
Efecto bioloacutegico
A diferencia de la radiacioacuten UV que causa la fotodegradacioacuten de la
piel o los rayos X y gamma capaces de ionizar aacutetomos y moleacuteculas
las microondas no causan ionizacioacuten Es por eso que durante mucho
tiempo ha existido la creencia de que solo son perjudiciales en inten-
sidades muy elevadas produciendo quemaduras cataratas o esterili-
dad temporal Sin embargo con la proliferacioacuten de dispositivos que al
funcionar generan este tipo de radiacioacuten cada diacutea hay maacutes personas
preocupadas por estudiar de manera rigurosa las posibles consecuen-
cias de una exposicioacuten prolongada a baja intensidad
Se produce un efecto bioloacutegico cuando la exposicioacuten a la radia-
cioacuten origina alguacuten cambio fisioloacutegico perceptible o detectable en
animales o vegetales El efecto puede ser perjudicial para la salud o
no Seraacute perjudicial cuando sobrepase la capacidad normal de com-
pensacioacuten del organismo y deacute origen a alguacuten proceso patoloacutegico
Aunque ocurra alguacuten efecto bioloacutegico este puede ser inocuo e inclu-
so beneacutefico Asiacute como se comentoacute anteriormente la produccioacuten de
vitamina D por el organismo en respuesta a la radiacioacuten solar en la
piel es provechosa Tambieacuten lo es el incremento del riego sanguiacuteneo
cutaacuteneo en respuesta a un ligero calentamiento producido por la luz
solar directa que proporciona una sensacioacuten caacutelida en un diacutea friacuteo Sin
embargo otros efectos como las quemaduras solares o la fotodegra-
dacioacuten y el caacutencer de piel resultan perjudiciales
Investigacioacuten cliacutenica
Se han realizado un gran nuacutemero de estudios acerca de la exposicioacuten de
las personas a la radiacioacuten electromagneacutetica Tratan principalmente
sobre la incidencia en el caacutencer de nintildeos y adultos ya que en ocasiones
algunos investigadores han encontrado correlaciones que sugieren un
incremento del riesgo de contraer leucemia en trabajadores expuestos a
niveles altos Sin embargo no se ha encontrado esta correlacioacuten en
estudios posteriores aunque los trabajadores hayan sido expuestos a
muy altos niveles de radiacioacuten y existen dudas de si los resultados an-
teriores se debiacutean efectivamente a los campos electromagneacuteticos o a
alguacuten otro agente como por ejemplo a la presencia de agentes quiacutemi-
cos tambieacuten relacionados con el trabajo de los obreros
Tampoco se han encontrado evidencias decisivas en investigaciones
epidemioloacutegicas realizadas en sectores residenciales para detectar la
posible influencia de los campos electromagneacuteticos en la incidencia de
caacutencer en los nintildeos Estas investigaciones son muy complejas Deben
tomar en cuenta paraacutemetros como la distancia de la vivienda hasta las
liacuteneas de alta tensioacuten y la presencia de otros emisores en las cercaniacuteas
incluyendo los equipos electrodomeacutesticos
La consecuencia maacutes importante de la exposicioacuten a la radiacioacuten
con frecuencias superiores a 1 MHz y menores de 10 GHz es el ca-
lentamiento que causa en los tejidos al desplazar iones y moleacuteculas a
traveacutes del medio que los rodea Incluso a niveles muy bajos de inten-
sidad la energiacutea de las radiofrecuencias produce pequentildeas cantidades
de calor que son absorbidas por los procesos termorreguladores nor-
males del organismo sin que el individuo lo perciba Si la fuente de
radiacioacuten es intensa y amplia puede hacer que aumente la temperatu-
ra del cuerpo el flujo sanguiacuteneo y la sudoracioacuten
Resultados experimentales muestran que la exposicioacuten a la radia-
cioacuten de intensidad que no llega a producir calentamiento puede alterar
la actividad eleacutectrica del cerebro en gatos y conejos al modificar la
movilidad de los iones Este efecto se ha verificado en tejidos y ceacutelu-
las aisladas Otros estudios sugieren que la accioacuten de la radiacioacuten
cambia el ritmo de proliferacioacuten de las ceacutelulas altera la actividad de
ciertas enzimas o afecta al ADN celular Sin embargo esos efectos no
estaacuten totalmente demostrados ni sus consecuencias para la salud
humana se conocen lo suficiente como para restringir por ese motivo
los liacutemites permisibles de exposicioacuten por debajo de los ya existentes
Un artiacuteculo resumen de la literatura publicado por DA McNamee y
colaboradores sobre los efectos cardiovasculares de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia en el International Archives of Occu-
pational and Environmental Health en 2009 concluye lo siguiente ldquoLos
efectos de la exposicioacuten a los campos electromagneacuteticos de frecuencia
extremadamente baja sobre los paraacutemetros cardiovasculareshellip estaacuten
indeterminadosrdquo
Estudios epidemioloacutegicos han analizado los valores de la radiacioacuten
en los lugares de trabajo y su efecto sobre las variaciones en la frecuen-
cia cardiacuteaca para tratar de predecir ciertas patologiacuteas cardiovasculares
Otros estudios de laboratorio se han enfocado en indicadores macrocir-
culatorios como la frecuencia del pulso variabilidad y presioacuten sanguiacute-
nea Sin embargo los intentos de reproducir los resultados de estos
estudios no han sido exitosos el disentildeo de los experimentos la pequentildea
cantidad de sujetos y las variables confusas han obstaculizado el pro-
greso hasta el momento
179
Teleacutefono celular y caacutencer
En 2009 el Instituto del Caacutencer de la Universidad de Pittsburg emitioacute
un comunicado alertando sobre los teleacutefonos celulares y su posible
relacioacuten con el caacutencer del cerebro Entre las 10 medidas propuestas la
principal aconseja evitar al maacuteximo su uso por los nintildeos quienes se
consideran especialmente vulnerables por poseer un cerebro en desarro-
llo auacuten no formado totalmente
Firmado por un Comiteacute Internacional de Expertos el comunicado no
afirma que existan evidencias categoacutericas de que los celulares son peli-
grosos para nintildeos o adultos sino que hay indicios que sugieren la con-
veniencia de limitar su uso hasta que se alcancen conclusiones definiti-
vas al respecto Otras recomendaciones del Comiteacute son alejar el celular
mientras se duerme (dirigido principalmente a las gestantes) no usarlo
en autobuses u otros lugares donde numerosas personas puedan ser
expuestas a las radiaciones y no entablar conversaciones prolongadas
Las recomendaciones son igualmente vaacutelidas para cualquier teleacutefono
moacutevil o inalaacutembrico Autoridades de la India Francia e Inglaterra tam-
bieacuten hicieron suyas la advertencia relativa a los nintildeos emitiendo alertas
al respecto
El tema de los celulares y el caacutencer ha sido muy debatido desde sus
mismos inicios pues aunque el celular transmite a muy baja intensidad
la cercaniacutea de la antena emisora a la cabeza hace que el usuario absorba
cantidades significativas de radiacioacuten en una regioacuten muy sensible de su
cuerpo
Ya en mayo de 1993 David Reynard de La Florida establecioacute una
demanda contra la NEC Corporation argumentando que el tumor cere-
bral de su esposa fue causado por las radiaciones de su celular El caso
fue desestimado en los tribunales por falta de evidencias En otro litigio
en el 2000 el doctor Chris Newman neuroacutelogo de Baltimore demandoacute
a varias compantildeiacuteas de teleacutefonos convencido de que su haacutebito de usar el
celular durante 9 antildeos causoacute el caacutencer en su cerebro Seguacuten los meacutedicos
de Newman el tumor se localizoacute ldquoen la posicioacuten anatoacutemica exacta don-
de la radiacioacuten del teleacutefono incidiacutea sobre su craacuteneordquo La demanda fue
finalmente rechazada por una corte de apelaciones en 2003 tambieacuten
por falta de evidencias
De las investigaciones publicadas sobre el tema la maacutes completa
aparecioacute en 2006 en el Journal of the National Cancer Institute de
Estados Unidos Se analizaron 420 000 usuarios daneses sin encontrar
un incremento del riesgo de caacutencer Miles de ellos habiacutean utilizado el
celular por maacutes de 10 antildeos Un estudio similar publicado ese antildeo en la
Universidad de Utah referido en este caso a varios miles de pacientes
con tumores en el cerebro aportoacute iguales resultados Otro estudio fran-
ceacutes de 2007 llegoacute a la misma conclusioacuten aunque en este caso se sentildealoacute
la ldquoposibilidad de un incremento de riesgo entre los usuarios maacutes adic-
tosrdquo pendiente de verificar en investigaciones posteriores Y en cuanto
a si es cierto o no que los nintildeos absorben maacutes radiacioacuten en el cerebro
que los adultos en un amplio resumen publicado en 2005 solo aparecen
3 investigaciones reportando una mayor absorcioacuten en cabezas peque-
ntildeas mientras que en otras 10 no se encontraron diferencias entre adul-
tos y nintildeos
De hecho hasta el momento el uacutenico problema de salud que puede
asociarse al uso de estos teleacutefonos es el incremento de accidentes de
traacutensito causados por la distraccioacuten de los choferes que los usan y con-
ducen a la vez No obstante hay quienes no se arriesgan y se atienen a
aquello de lsquomaacutes vale precaverrsquo Devra Lee Davis directora del Centro
de Oncologiacutea Ambiental de la Universidad de Pittsburg una de las
promotoras del alerta sobre los celulares y los nintildeos ha expresado su
punto de vista al respecto ldquoEl problema consiste en si usted desea o no
jugar a la ruleta rusa con su cerebro No seacute si los celulares son peligro-
sos Pero tampoco seacute que sean totalmente segurosrdquo
Normas de seguridad
Existen normas internacionales para garantizar que los equipos emiso-
res de radiofrecuencias no dantildeen a las personas y que su uso no interfie-
ra con el de otros equipos
La Comisioacuten Internacional de Proteccioacuten contra las Radiaciones No
Ionizantes (International Comission on Non Ionizing Radiation Protec-
tion ICNIRP) organizacioacuten no gubernamental reconocida por la Orga-
nizacioacuten Mundial de la Salud ha establecido liacutemites admisibles para la
exposicioacuten a campos de radiofrecuencias Las directrices de la ICNIRP
se prepararon sobre la base del examen colegiado de todas las publica-
ciones cientiacuteficas incluidas las relativas a los efectos teacutermicos y no
teacutermicos Las normas se cimentan en la evaluacioacuten de los efectos bioloacute-
gicos que tienen consecuencias demostradas para la salud y estaacuten suje-
tas a cambios a medida que avanza la investigacioacuten y el conocimiento
sobre estos temas Los niveles de radiacioacuten observados normalmente en
el entorno habitual se encuentran actualmente muy por debajo de los
liacutemites admisibles de radiacioacuten de la ICNIRP
Los niveles seguros de exposicioacuten a la radiacioacuten electromagneacutetica
tambieacuten se encuentran reglamentados por normas nacionales en la ma-
yoriacutea de los paiacuteses La profundidad de penetracioacuten de la radiacioacuten en el
tejido depende de la frecuencia y es mayor para las frecuencias maacutes
bajas por lo que los niveles de exposicioacuten permisibles variacutean mucho
con la frecuencia Para 50 y 60 Hz las recomendaciones a exposiciones
de corta duracioacuten variacutean entre 10-30 kVm para los campos eleacutectricos y
1-5 mT para los magneacuteticos Para exposiciones de larga duracioacuten (24
horas) los valores liacutemites permisibles son mucho menores de 5-10
kVm y 01- 05 mT (Documento NTP 234 del Instituto de Seguridad e
Higiene del Trabajo Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales Espantildea
en httpwwwmtasesinshtindexhtm)
Si la persona es sometida a valores muy intensos de radiacioacuten se
pueden producir dolores de cabeza naacuteuseas atontamiento y even-
tualmente un colapso circulatorio y la peacuterdida de la termorregulacioacuten
del cuerpo llegando a ser fatal en casos extremos
La absorcioacuten de energiacutea se determina como un coeficiente de ab-
sorcioacuten especiacutefica en una masa tisular especiacutefica se mide en watt por
kilogramo (wkg) Para que se produzcan efectos perjudiciales se
requiere un coeficiente de absorcioacuten igual o mayor a 4 wkg Esos
niveles de energiacutea se pueden encontrar a la distancia de algunas dece-
nas de metros de antenas potentes de frecuencia modulada pero que
usualmente estaacuten situadas en zonas inaccesibles en el extremo de
altas torres No obstante las personas que trabajan en los sectores de
la radiodifusioacuten transporte y comunicaciones pueden estar expuestas
a campos de intensidad elevada cuando realizan su actividad muy
cerca de antenas transmisoras y sistemas de radar
Un importante subgrupo de esos trabajadores es el personal mili-
tar En la mayoriacutea de los paiacuteses el uso para fines civiles y militares de
los campos de radiofrecuencias estaacute sujeto a normativas muy estric-
tas
Si la radiacioacuten no estaacute distribuida uniformemente en todo el cuer-
po puede ocasionar elevaciones locales de la temperatura Algunas
zonas como por ejemplo el cerebro son maacutes sensibles que otras El 178
aumento local de la temperatura en los tejidos cerebrales puede dar
origen a respuestas bioloacutegicas inapropiadas el calentamiento excesi-
vo del globo ocular puede llegar a causar la opacidad del cristalino
Cuando la frecuencia se encuentra por encima de 10 GHz la absor-
cioacuten de la radiacioacuten solo tiene lugar en la superficie de la piel y en la
coacuternea Para que la exposicioacuten a frecuencias de maacutes de 10 GHz pro-
duzca efectos perjudiciales para la salud como cataratas oculares y
quemaduras cutaacuteneas se requieren densidades de potencia superiores
a 1 000 wm2 Estas potencias no se presentan en la vida diaria y solo
tienen lugar en las inmediaciones de radares potentes Las normas
internacionales de seguridad prohiacuteben la presencia humana en esas
zonas
La radiacioacuten electromagneacutetica pulsante interacciona con los teji-
dos de forma algo diferente a la radiacioacuten continua Puede originar
sensaciones auditivas probablemente a causa de la raacutepida expansioacuten
termoelaacutestica del cerebro y a la creacioacuten de una onda de sonido den-
tro de la cabeza
La radiacioacuten de frecuencia inferior a 1 MHz induce principalmen-
te cargas y corrientes eleacutectricas que pueden estimular las ceacutelulas en
diversos tejidos nerviosos o musculares
Las corrientes eleacutectricas se encuentran presentes en el organismo
como parte normal de las reacciones quiacutemicas propias de la vida Si
los campos de radiofrecuencias inducen corrientes que excedan signi-
ficativamente ese nivel de base en el organismo es posible que se
produzcan efectos perjudiciales para la salud Se han propuesto diver-
sos mecanismos para explicar los posibles efectos de la radiacioacuten en
los tejidos pero hasta el momento esas propuestas no resisten el es-
crutinio cientiacutefico
179
CAPIacuteTULO 8
PLACEBO Y PSEUDOCIENCIA
Efecto placebo
El placebo es cualquier sustancia inerte que se utiliza en algunos ensa-
yos cliacutenicos en vez del medicamento o terapia activa Un grupo de pa-
cientes recibe la terapia y otro (grupo de control) recibe el placebo Es
un hecho ampliamente conocido que una cantidad significante de pa-
cientes del grupo de control alegaraacute sentirse mejor (efecto placebo)
Fue descubierto por el anestesioacutelogo norteamericano Henry Knowles
Beecher en 1955 quien al realizar un estudio en 1000 pacientes encon-
troacute mejoriacutea en 35 de los que recibieron el placebo El efecto contra-
rio el nocebo mucho menos estudiado que el placebo consiste en que
aunque el faacutermaco o procedimiento aplicado sea inerte o carezca de
efectividad hay casos donde se presentan consecuencias dantildeinas o des-
agradables muy reales a nivel bioquiacutemico fisioloacutegico emocional y
cognitivo
Seguacuten el Dr Morton Tavel de la Escuela de Medicina de la Univer-
sidad de Indiana en Indianaacutepolis ldquoEl efecto placebo se define como
cualquier mejora de los siacutentomas o indicios tras una intervencioacuten fiacutesi-
camente inerte Sus efectos son especialmente intensos en el alivio de
siacutentomas subjetivos tales como el dolor la fatiga y la depresioacuten Pre-
sente en un intervalo variable en todos los encuentros terapeacuteuticos se
intensifica por el contacto manual y una comunicacioacuten verbal cercana
entre quien aplica los cuidados y quien los recibe Asiacute puede usarse en
beneficio de los pacientes pero tambieacuten proporciona una viacutea ancha para
ldquosanadoresrdquo inescrupulosos de todo tipo (hellip) Mucho menos estudiado
el ldquoefecto nocebordquo define respuestas negativas a las intervenciones con
placebos Este uacuteltimo efecto puede llegar a ser muy intenso y posi-
blemente sea la causa de muchos trastornos a los que se atribuye un
origen psiacutequicordquo (The American Journal of Medicine (2014) 127 484-
488 Versioacuten en espantildeol en wwwgeocitieswsrationalisetica-
placebobueno-malo-feobueno-malo-feopdf )
Para evitar los posibles efectos de la sugestioacuten tanto del paciente
como de la persona que evaluacutea los resultados en la actualidad los ensa-
yos cliacutenicos rigurosos se realizan de forma aleatoria a la ciega o doble
ciegos La idea baacutesica es que los tratamientos son asignados al azar a
los sujetos de investigacioacuten con el fin de que los diferentes grupos sean
equivalentes desde el punto de vista estadiacutestico En un ensayo a la cie-
ga los pacientes no saben si han recibido el faacutermaco activo o el placebo
en un estudio doble ciego quienes aplican el tratamiento tampoco lo
saben En algunos casos se considera incluso el estudio triple ciego
donde ademaacutes el investigador o el estadiacutestico que analiza los datos no
sabe a cuaacutel grupo pertenece cada paciente
Resultados experimentales recientes sugieren que muchas terapias
que alegan ldquosanarrdquo o curar alguna dolencia aunque carecen de eviden-
cia cientiacutefica lo que hacen en realidad es activar en el cerebro procesos
quiacutemicos capaces de tranquilizar al paciente y sedar el dolor
De esa manera la supuesta lsquoterapiarsquo proporciona un alivio pasajero
al sujeto o quizaacutes una breve sensacioacuten de bienestar similar a la que
producen algunos faacutermacos El mecanismo no funciona de la misma
forma en todas las personas y desde luego esas terapias podraacuten aliviar
el dolor pero seraacuten incapaces de curar realmente la enfermedad Esto
uacuteltimo representa un grave riesgo para la salud del paciente cuando la
dolencia es progresiva y no es identificada a tiempo a causa de la iluso-
ria terapia
En 2005 la revista cientiacutefica The Journal of Neuroscience (vol 25
No 34) reportoacute un estudio realizado aplicando teacutecnicas de la reciente
tomografiacutea de emisioacuten de positrones (TEP) y de formacioacuten de imaacutegenes
por resonancia magneacutetica (IRM) de forma conjunta (figura 81) Se
analizoacute el cerebro de 14 hombres joacutevenes sanos a los que se les inyectoacute
en la mandiacutebula una disolucioacuten salina concentrada muy dolorosa Las
edades oscilaban entre 20 y 30 antildeos para descartar el posible efecto de
dolores croacutenicos trastornos del estado de aacutenimo o variaciones hormo-
nales que tambieacuten pueden afectar el sistema de endorfinas Estas sus-
tancias son generadas por el propio organismo en respuesta a determi-
nados estiacutemulos externos Son capaces de unirse a los denominados
receptores μ-opiaacuteceos en el cerebro ceacutelulas nerviosas especializadas en
transformar sentildeales fisicoquiacutemicas a impulsos eleacutectricos para anular la
transmisioacuten de las sentildeales de dolor La heroiacutena morfina metadona y
otros narcoacuteticos calman el dolor actuando de manera similar
Figura 81 Imaacutegenes combinadas de Resonancia Magneacutetica IRM +
Tomografiacutea de emisioacuten de positrones TEP En el idioma original DA-
Cing dorsal anterior cingulate RACing rostral anterior cingulate
MPFC medial prefrontal cortex DLPFC dorso lateral prefrontal cor-
tex Nacc nucleus accumbens Tha medial thalamus Amy right amig-
dala Ins insular cortex En el recuadro superior a la derecha se muestra
un mapa de la distribucioacuten de receptores μ-opiodes en el cerebro The
Journal of Neuroscience August 24 2005 25(34)7754 ndash7762
Durante el proceso los cerebros de los voluntarios fueron escaneados
usando la TEP que permite detectar la actividad de los μ-opioides en-
doacutegenos en el cerebro Esta teacutecnica utiliza pequentildeas dosis de carfenta-
nil un producto unido a un isoacutetopo de carbono radiactivo de corto pe-
riacuteodo de desintegracioacuten que al desintegrarse libera partiacuteculas subatoacutemi-
cas conocidas como positrones y rayos gamma Estos uacuteltimos se detec-
tan con un escaacutener y se registran digitalmente El carfentanil compite
con los μ-opioides para ocupar un lugar en los receptores de las ceacutelulas
nerviosas Mientras maacutes deacutebil sea la actividad del carfentanil y la co-
rrespondiente sentildeal positroacutenica en una regioacuten del cerebro mayor seraacute la
actividad de los μ-opiaacuteceos y viceversa lo que permite obtener la ima-
gen de lo que sucede en el cerebro
Una vez inyectada la disolucioacuten salina a los voluntarios se les su-
ministroacute cada 4 minutos una inyeccioacuten intravenosa de un supuesto cal-
mante -en realidad un placebo inerte- dicieacutendoles que podriacutea aliviarles
el dolor y se les pidioacute que cada 15 segundos calificaran la intensidad de
sus sensaciones dolorosas en una escala de 0 a 100 A continuacioacuten se
incrementoacute lentamente la concentracioacuten inyectada en la mandiacutebula con
el fin de mantener a los participantes con un mismo iacutendice de dolor
mientras el escaneo proseguiacutea
Todos los sujetos mostraron un aumento de la activacioacuten de su sis-
tema de endorfinas despueacutes de que se les administroacute el placebo La
cantidad de disolucioacuten salina adicional que se necesitoacute para mantener la
misma sensacioacuten de dolor fue en aumento indicando claramente una
reduccioacuten en la sensibilidad al dolor de la que el sujeto no teniacutea cono-
cimiento
Las imaacutegenes obtenidas por IMR del cerebro de los voluntarios se
compararon con sus sensaciones de dolor y con las imaacutegenes TEP lo-
graacutendose determinar con precisioacuten cuaacuteles fueron las regiones del cere-
bro que se activaron durante el experimento y en queacute momento lo hi-
cieron La figura 81 se compuso utilizando ambas teacutecnicas de escaneo
(IRM y TEP) la parte superior muestra la accioacuten de los μ-opioides
cuando los voluntarios experimentaban dolor mientras que en la infe-
rior aparece lo que ocurrioacute cuando pensaban que estaban recibiendo el
calmante (en realidad el placebo inerte) La actividad cerebral reflejoacute
perfectamente los cambios en la intensidad del dolor que los participan-
tes dijeron sentir
Estudios previos ya habiacutean demostrado que el cerebro reacciona li-
berando endorfinas cuando las personas reciben alguacuten tratamiento si-
mulado contra el dolor El fenoacutemeno (efecto placebo) es bien conocido
desde los antildeos 50 y es forzoso tomarlo en cuenta al realizar ensayos
183
cliacutenicos con nuevas terapias o medicamentos Sin embargo el estudio
realizado en Michigan es el primero en asociar el efecto placebo a un
mecanismo quiacutemico especiacutefico en el cerebro Y proporciona una posi-
ble explicacioacuten soacutelidamente argumentada a la pregunta de por queacute
tantas personas alegan recibir alivio de terapias y remedios que no apor-
tan alguacuten beneficio fiacutesico real ldquoHemos podido comprobar que el siste-
ma de endorfinas de los sujetos analizados se activoacute en las esferas del
cerebro relacionadas con el dolor y que ocurrioacute un aumento de la acti-
vidad cuando se les dijo que estaban recibiendo un supuesto calmante
Cuando eso ocurrioacute ellos dijeron sentir menos dolor La relacioacuten mente-
cuerpo es muy clarardquo (Zubieta et al 2005)
No todos mostraron similar sensibilidad al placebo Nueve de los
participantes fueron clasificados como de alta respuesta al placebo ya
que habiacutea maacutes de 20 de diferencia entre los resultados con y sin pla-
cebo en otras palabras el efecto placebo era fuerte Los otros cinco
fueron clasificados como de baja respuesta
Obviamente se necesitaraacuten muchos maacutes experimentos con diversas
condiciones y sujetos para tener una visioacuten completa del fenoacutemeno
Pero estos resultados indican de forma incontrovertible que la sugestioacuten
juega un papel primordial en las pseudoterapias que carecen de una
soacutelida base experimental El solo hecho de que el sujeto crea que se estaacute
aplicando una cura efectiva es suficiente para activar el mecanismo de
los μ-opioides y hacer que este se sienta mejor El experimento tambieacuten
explica por queacute estos procedimientos no funcionan de la misma manera
en todas las personas
Maacutes recientemente en octubre de 2009 la revista Science publicoacute
un reporte del departamento de Neurociencias de la Universidad Meacutedi-
ca de Hamburgo en el que describiacutea los resultados de un estudio me-
diante resonancia magneacutetica funcional de alta resolucioacuten (Figura 82)
Su objetivo era comprobar la hipoacutetesis de que las respuestas asociadas a
las estimulaciones dolorosas que afectan los niveles de oxiacutegeno en la
sangre de la meacutedula cervical humana se reducen con la aplicacioacuten de un
placebo Como resultado se encontroacute que el nivel de oxiacutegeno en la
sangre en el grupo de ensayo se redujo significativamente en compara-
cioacuten con el grupo de control Los autores consideran que este resultado
abre nuevas viacuteas para confirmar la efectividad de diferentes tratamien-
tos en diversos tipos de dolor incluyendo el croacutenico
184
Figura 82 Estudio del efecto placebo en imaacutegenes de
RMN de la espina dorsal (Science vol 326 p404 2009)
La cienciahellip y lo que no lo es
Los resultados cientiacuteficos no siempre son ciento por ciento co-
rrectos La ciencia avanza por aproximaciones a la realidad y la
gran mayoriacutea de las veces los resultados de cualquier investiga-
cioacuten son perfectibles En ocasiones ocurre que alguacuten experimen-
to realizado aparentemente con todas las exigencias del caso
proporciona resultados que no pueden ser reproducidos por otros
La mayoriacutea de las veces es porque se obvioacute algo que no se podiacutea
obviar Y en unos pocos casos se comete fraude a sabiendas No
son muchos pero los hay de todo hay en la vintildea del Sentildeor como
dice el dicho En cualquier caso el falso resultado se desecha y
el avance hacia nuevos conocimientos continuacutea sin mayores con-
tratiempos
En esta seccioacuten se analizan brevemente otros lsquoestudiosrsquo que
en realidad no corresponden a resultados cientiacuteficos No son
aproximaciones a la realidad pues se reducen a exponer afirma-
ciones ilusorias sin evidencias experimentales que las corrobo-
ren No es tarea de la ciencia demostrar que tales aseveraciones
son erroacuteneas La responsabilidad de mostrar evidencias corres-
ponde a quien propone lo novedoso no al resto del mundo como
a veces algunos ponentes piensan acerca de sus proposiciones
En la ciencia cada afirmacioacuten debe estar sustentada por la
evidencia experimental rigurosa las afirmaciones no basadas en
evidencias no pueden catalogarse como ciencia Cuando contra
viento y marea algunos tratan de dar explicacioacuten a proposiciones
no demostradas no es raro que a falta de explicacioacuten cientiacutefica
deriven hacia la preacutedica de alguacuten tipo de magia miacutestica a veces
disimulada a veces patente tratando de presentarla como cien-
cia Para ello mezclan palabras de la jerga cientiacutefica al azar sin
venir al caso inventadas a veces y sin un sentido concreto que
refleje la realidad de lo que se desea describir
Aseveraciones de este tipo son por ejemplo que las piraacutemi-
des concentran los campos magneacuteticos (aparecioacute en un perioacutedico
nacional en la paacutegina de informacioacuten meacutedica) que la cercaniacutea a
las redes eleacutectricas comerciales produce dolores de cabeza y que
si usted le coloca una antena a una piraacutemide y se mete dentro
recibiraacute una energiacutea beneficiosa del cosmos (ambas aseveracio-
nes publicadas nada menos que en revistas meacutedicas que preferi-
mos no citar)
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
Hoy diacutea en pleno siglo XXI es posible encontrar personas que sin ser
meacutedicos alegan haber descubierto lsquosistemas curativosrsquo y creado ins-
trumentos y softwares que permiten diagnosticar automaacuteticamente mu-
chas enfermedades pues las afirmaciones ilusorias usualmente se van
adaptando al avance de la ciencia aunque sin perder su caraacutecter fanta-
sioso
Tambieacuten se imparten cursos internacionales de unos pocos diacuteas de
duracioacuten en los que alguacuten lsquoinspiradorsquo garantiza que sin ser tener otros
conocimientos de medicina usted puede aprender a diagnosticar mu-
chas enfermedades utilizando esos instrumentos (iquestPara queacute entonces
hace falta un meacutedico o estudiar medicina varios antildeos) Estas asevera-
ciones constituyen una abierta incitacioacuten al intrusismo y a perjudicar a
los incautos mediante falsos diagnoacutesticos
A veces tanto los sistemas curativos como los instrumentos promo-
vidos no son maacutes que plagios de meacutetodos ya descalificados con anterio-
ridad Un ejemplo muy ilustrativo es el sistema de electrodiagnoacutestico de
Reinhold Voll un meacutedico alemaacuten que se dedicaba a la acupuntura en la
deacutecada de los 50 del siglo pasado En 1958 Voll combinoacute arbitraria-
mente la acupuntura con mediciones de la conductividad eleacutectrica en la
piel y supuestos lsquocanales energeacuteticosrsquo inexistentes para crear su primer
instrumento de diagnoacutestico el Dermatroacuten que se muestra en la figura
83(A) El instrumento incluiacutea una punta de prueba que se aplicaba en la
piel e indicadores de aguja -la tecnologiacutea accesible en la eacutepoca- para
medir corrientes y voltajes asociando ilusoriamente los resultados de
las mediciones en los puntos de acupuntura a diversas enfermedades
186
En la actualidad estaacute perfectamente claro que independientemente
de que no hay justificacioacuten para esos procedimientos el resultado de las
mediciones de Voll depende de factores totalmente ajenos a sus postu-
lados como por ejemplo la fuerza con que se aplica la punta de prueba
o el grado de humedad de la piel en el momento de la medicioacuten
Con posterioridad aparecieron muchos imitadores y equipos de todo
tipo En la figura 83 (B) se muestra uno de estos equipos adaptado a
las teacutecnicas modernas de medicioacuten Los antiguos indicadores de aguja
han sido sustituidos por una computadora y un software que supuesta-
mente diagnostica la enfermedad de forma automaacutetica A pesar de la
nueva indumentaria la falta de fundamento cientiacutefico es exactamente la
misma de hace casi 60 antildeos
Figura 83 Equipo de electrodiagnoacutestico de Voll (a) Mo-
delo original b) Modelo actualizado por alguno de sus
imitadores La ausencia de fundamento cientiacutefico es la
misma en ambos casos
Hace mucho que el meacutetodo de Voll fue declarado fraudulento en Es-
tados Unidos En un artiacuteculo que se puede consultar en
wwwquackwatchcom01QuackeryRelatedTopicselectrohtml
Stephen Barret (2012) expresa ldquoLos dispositivos descritos (hellip) se
usan para diagnosticar problemas de salud inexistentes seleccionar
tratamientos inapropiados y defraudar a las compantildeiacuteas de seguros Los
practicantes que los usan son o ilusorios o deshonestos o ambas cosas
Estos dispositivos debieran ser confiscados y los practicantes que los
usan llevados a juicio Si usted se encuentra con uno de estos dispositi-
vos por favor repoacutertelo al fiscal general del estado a cualquier buroacute de
licencias a la FDA la FTC el FBI el lsquoBetter Bussines Bureaursquo o cual-
quier compantildeiacutea de seguros a la cual el practicante enviacutee los reclamos
que involucran el uso de este dispositivordquo
Las afirmaciones que pretenden ser cientiacuteficas pero que no lo son
realmente ya que no se derivan de experimentos o ensayos cliacutenicos
rigurosos y no han sido sometidas a la criacutetica internacional se califican
en lo general como pseudociencia
En toda pseudociencia es usual encontrar una sutil apropiacioacuten de
teacuterminos cientiacuteficos conocidos que designan de forma tergiversada
supuestos objetos o fenoacutemenos cuya existencia ni siquiera estaacute compro-
bada De esa manera se trata de dar apariencia cientiacutefica a lo que no lo
es presentando las creencias como si fueran evidencias Algunos pien-
san que este comportamiento engantildeoso no siempre se hace a propoacutesito o
conscientemente sino por desconocimiento acerca de la ciencia y su
metodologiacutea Sin embargo resulta muy dudoso tal derroche de ingenui-
dad cuando la mayoriacutea de las veces la praacutectica de esta lsquoterapiarsquo estaacute
asociada a un obvio aacutenimo de lucro Otras veces aunque no hay benefi-
cios econoacutemicos inmediatos el objetivo principal es intentar ganar pres-
tigio y reconocimiento social a como deacute lugar y con muy poco esfuerzo
Resulta praacutecticamente imposible encontrar a un pseudocientiacutefico ba-
sando sus afirmaciones en una revisioacuten bibliograacutefica de artiacuteculos cientiacute-
ficos publicados en revistas arbitradas Y si hay referencias son de cliacute-
nicas privadas de dudosa reputacioacuten o de sitios maacutegicos y esoteacutericos en
la WEB no respaldados por institucioacuten alguna
Cuando esas nociones erroacuteneas se popularizan en determinados
ciacuterculos se crea una especie de subcultura marginal pseudocientiacutefica
que pretende ser ciencia sin aplicar sus meacutetodos Dentro de estos ciacutercu-
los se llevan a cabo lsquocongresos cientiacuteficosrsquo que de ciencia nada tienen
se organizan cursos de postgrado e incluso se otorgan tiacutetulos Se crea asiacute
una especie de comedia de absurdos que lo seriacutea realmente si todo el
asunto no concluyera en perjuicio de los pacientes
En la Internet suelen aparecer reportes de personas que alegan haber
recibido dantildeos por sustituir la medicina convencional por alguna terapia
alternativa no demostrada Y dado el caraacutecter marginal de estos proce-
dimientos es posible inferir razonablemente que la mayoriacutea de estos
dantildeos queden sin registrar pues las estadiacutesticas pseudocientiacuteficas sim-
plemente no existen
iquestQueacute es la pseudociencia
En el Oxford American Dictionary aparece una definicioacuten breve y pre-
cisa Pseudociencia es cualquier conjunto de conocimientos meacutetodos
creencias o praacutecticas que alegando ser cientiacuteficas en realidad no se
rigen por el meacutetodo cientiacutefico La figura 84 muestra el esquema baacutesico
del meacutetodo cientiacutefico en las ciencias naturales y otras afines Cuando se
tiene nocioacuten de un determinado fenoacutemeno (observacioacuten) usualmente se
establece una suposicioacuten razonada acerca de por queacute ocurre y cuaacuteles son
sus causas (hipoacutetesis) Es necesario entonces repetir el fenoacutemeno (o
parte de eacutel) controladamente (experimentacioacuten) con el fin de evitar la
interferencia de agentes ajenos que afecten lo que se desea estudiar y
asiacute poder obtener valores numeacutericos confiables y reproducibles
Figura 84 Esquema del meacutetodo cientiacutefico
El vocablo controladamente tiene importancia primordial Es nece-
sario controlar todos los factores que pueden afectar el resultado para
llegar a conocer si lo que se supuso inicialmente es cierto o no ya que
alguacuten otro factor no tomado en cuenta podriacutea ser el responsable del
resultado observado (Y no se obtendriacutea un resultado confiable del ex-
perimento en cuestioacuten) Por otra parte si los resultados de un experi-
mento no son reproducibles en otros laboratorios por otros operadores
y utilizando otro instrumental no se podraacute afirmar absolutamente nada
de los resultados obtenidos Significa que el resultado particular obteni-
do fue si no erroacuteneo cuando maacutes casual Es un indicio de que el expe-
rimento no fue controlado lo suficiente y hubo factores ajenos no iden-
tificados que afectaron el resultado
Una vez que se tiene el resultado de un experimento -que puede
confirmar o negar la hipoacutetesis- es necesario buscar alguna explicacioacuten
189
racional apoyada en los conocimientos previos que se poseen (teoriacutea)
Y cuando se posee una teoriacutea a partir de esta siempre es posible tratar
de predecir lo que ocurriraacute en alguna otra situacioacuten parecida e idear
alguacuten otro experimento que serviraacute de comprobacioacuten al anterior y tam-
bieacuten a la teoriacutea -de ahiacute la flecha curva en el esquema de la figura 84-
De esta manera se establece una interaccioacuten continua entre teoriacutea y
experimento que constituye sin lugar a dudas el nuacutecleo esencial y fuer-
za motriz del meacutetodo cientiacutefico
Asociada a esta interaccioacuten hay todo un proceso de divulgacioacuten in-
ternacional de resultados a traveacutes de publicaciones en revistas cientiacutefi-
cas arbitradas criacuteticas errores y rectificaciones Y puede ocurrir que
teoriacuteas muy bien establecidas deban ser reformadas al detectarse alguacuten
nuevo fenoacutemeno que la teoriacutea existente no es capaz de explicar satisfac-
toriamente
Cuando la teoriacutea se hace suficientemente amplia y soacutelida cuando es
capaz de dar explicacioacuten a gran cantidad de fenoacutemenos y relaciones de
causa-efecto y tambieacuten de rebatir racionalmente cualquier criacutetica se
llega a la ley Las leyes tampoco son eternas Muchas veces se hace
necesario generalizarlas para lograr explicar fenoacutemenos no detectados
hasta el momento Hay muchiacutesimas leyes fiacutesicas quiacutemicas bioloacutegicas y
tambieacuten econoacutemicas y de otras ciencias todas provienen del proceso
que se acaba de describir
En realidad la afirmacioacuten anterior no se ajusta estrictamente a la
verdad pues en algunas ciencias es materialmente imposible llevar a
cabo experimentos controlados en relacioacuten con un fenoacutemeno determi-
nado Asiacute ocurre por ejemplo en la arqueologiacutea la geologiacutea la astro-
nomiacutea y en las ciencias sociales cuyos meacutetodos de anaacutelisis e investiga-
cioacuten no se ajustan exactamente al esquema de la figura 84 No obstante
en esos casos la observacioacuten precisa y reproducible sustituye al expe-
rimento y las teoriacuteas solo se consideran vaacutelidas cuando
a) Son capaces de asociar racionalmente muchos hechos en aparien-
cia independientes y b) Logran predecir la existencia de relaciones y
fenoacutemenos no detectados hasta el momento
En el campo de la medicina el meacutetodo cientiacutefico y los experimentos
van de la mano de los ensayos cliacutenicos La Organizacioacuten Panamericana
de la Salud oficina regional de la Organizacioacuten Mundial de la Salud
publicoacute en 2010 la versioacuten en espantildeol del libro divulgativo de libre ac-
ceso en la WEB lsquoCoacutemo se prueban los tratamientosrsquo dirigido tanto a
pacientes como al personal de salud Escrito en lenguaje popular
describe en forma amena una serie de conceptos baacutesicos referentes a los
ensayos cliacutenicos junto a los requerimientos miacutenimos que se deben cum-
plir para realizar cualquier investigacioacuten en el campo de la medicina
mostrando numerosos ejemplos reales para ilustrar sus aseveraciones
En algunos paiacuteses de Latinoameacuterica se ha comenzado a considerar
con mayor detenimiento la promocioacuten de la cultura cientiacutefica entre la
poblacioacuten En 2012 las sociedades cubanas de Matemaacutetica y Compu-
tacioacuten Fiacutesica y Quiacutemica a las que despueacutes se sumaron la de Bioinge-
nieriacutea y la de Oncologiacutea Radioterapia y Medicina Nuclear emitieron
una declaracioacuten enfatizando la necesidad de promover el meacutetodo cientiacute-
fico En una de sus partes aparece
ldquoLas sociedades cientiacuteficas firmantes sostenemos que aunque toda
persona puede utilizar los medios que estime convenientes para mejo-
rar su salud y bienestar las instituciones oficiales soacutelo deberiacutean patro-
cinar financiar invertir recursos del estado o respaldar de cualquier
forma la reproduccioacuten a escala social de conocimientos conductas y
haacutebitos si y soacutelo si se hace evidente que estaacuten basados en el meacutetodo
cientiacuteficordquo
La declaracioacuten se encuentra accesible en wwwscquhcu~scq decla-
racion_metodo_cientificopdf Tambieacuten en httpscielosld
cuscielophpscript=sci_arttextamppid=S0864-4662013000100010
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
La pseudociencia se las arregla para evadir la parte esencial del meacutetodo
cientiacutefico pasando directamente de la hipoacutetesis a alguacuten punto medio
entre la teoriacutea y la ley obviando el experimento Las suposiciones de
alguacuten lsquoinspiradorsquo o lsquoiluminadorsquo y sus seguidores se convierten asiacute en
lsquoleyesrsquo sin pasar por el fino tamiz de la criacutetica internacional y la inter-
accioacuten teoriacutea-experimento Pero estas suposiciones al hacer abundante
uso de la terminologiacutea cientiacutefica en sus descripciones pueden engantildear
faacutecilmente a cualquiera no familiarizado con el quehacer cientiacutefico (fi-
gura 85)
En el terreno de la pseudociencia la experimentacioacuten casi siempre se
omite a lo maacutes tiene caraacutecter anecdoacutetico y se toma alguna hipoacutetesis
como una verdad absoluta que no admite dudas ni impugnaciones Mu-
chas veces el lsquoiluminadorsquo de turno es alguien que no posee entrena-
miento en la ciencia y ni siquiera conoce la existencia del meacutetodo cien-
tiacutefico Y es frecuente que tome las criacuteticas a lsquosursquo meacutetodo -cualquiera
que este sea- como un ataque personal Quienes los critican se convier-
ten asiacute en lsquoagentes de las transnacionalesrsquo que quieren impedir la difu-
sioacuten de lsquoun procedimiento efectivo y de bajo costo que sirva para ayu-
dar a las multitudes de necesitados en el tercer mundorsquo
Figura 85 Esquema de la deformacioacuten pseudocientiacutefica
Cuando la pseudociencia pertenece al campo de la medicina muchas
veces el predicador de la terapia ni siquiera es meacutedico -lo que no parece
amilanar a sus entusiastas seguidores- El autor ha tenido la oportunidad
de conocer o leer escritos de geoacutegrafos fiacutesicos quiacutemicos ingenieros
profesores de secundaria periodistas veterinarios enfermeros psicoacutelo-
gos y filoacutesofos que pretenden ser especialistas con capacidad de diag-
nosticar o ser catedraacuteticos de temas meacutedicos sin poseer el correspon-
diente tiacutetulo universitario que los faculte para ello
Otras veces se llevan a cabo unos pocos experimentos mal disentildeados
y se propone una teoriacutea desligada del experimento Y cuando hay resul-
tados experimentales aparentemente favorables no son reproducibles
Una caracteriacutestica adicional es que quienes favorecen las terapias no
demostradas en muy raras ocasiones mencionan el efecto placebo para
ellos simplemente no existe
Como el motor de avance de la ciencia es precisamente la prueba y
el error la criacutetica y la interaccioacuten teoriacutea-experimento la pseudociencia
no tiene forma de avanzar Sus leyes y teoriacuteas estaacuten siempre dadas de
una vez y para siempre La tabla 81 resume algunas caracteriacutesticas que
pueden ayudar al lector a distinguir la pseudociencia de una verdadera
proposicioacuten cientiacutefica
TABLA 81
Comparacioacuten entre ciencia y pseudociencia
Ciencia Pseudociencia
1
Incluye resultados favorables y desfavorables Analiza argumen-tos a favor y en contra Es esceacutepti-ca Duda continuamente de sus propios logros
Solo toma en cuenta los resultados favorables Cierra los ojos a la evidencia contraria Es creacutedula No duda
2 La criacutetica es su forma normal de progresar
Cuando se la criacutetica usualmente sus promotores lo asumen como un ataque personal
3 La mayoriacutea de las referencias provienen de revistas internacio-nales arbitradas bien reconocidas
No hay referencias o provienen de libros congresos o incluso de revistas usualmente del mismo ciacuterculo pseudocientiacutefico
4 Utiliza conceptos y magnitudes bien definidas para describir y analizar los fenoacutemenos
Usa sus propios vagos conceptos mezclaacutendolos con conceptos de la ciencia
5 Siempre hay resultados experi-mentales reproducibilidad y esta-diacutesticas
Se satisface con ejemplos anecdoacute-ticos aislados Si hay experimen-tos estaacuten mal disentildeados
6
Trata de encontrar mecanismos que expliquen los hechos basaacuten-dose en los experimentos y el conocimiento cientiacutefico anterior
No propone mecanismos Cuando lo hace no se basa en el conoci-miento cientiacutefico previo sino que los inventa de la nada
7 No depende para nada de la opi-nioacuten de ldquopersonalidadesrdquo
Busca la aprobacioacuten de ldquopersona-lidadesrdquo individuales casi siempre ajenas al campo especiacutefico de que se trate
8
Los conceptos cambian y mejoran para ajustarse a los nuevos avan-ces con la contribucioacuten de mu-chos
Defiende ideas preconcebidas e invariables usualmente ldquodescu-biertasrdquo por una sola persona a veces con trasfondo religioso
9 Raacutepida difusioacuten y aplicacioacuten ma-siva de los nuevos descubrimien-tos praacutecticos
Sus ideas no progresan porque ldquolas grandes compantildeiacuteas perderiacutean dinero si se aceptanrdquo
10 Siempre toma en cuenta el efecto placebo (terapias y medicamen-tos)
El efecto placebo nunca se men-ciona
Tomada de la Revista Elementos 69 31-35 2008
193
Existen tres razones fundamentales para denunciar y condenar
la pseudociencia
1 Es falsa Toda pseudociencia predica nociones contrarias a las esta-
blecidas soacutelidamente por la ciencia y que se imparten cotidianamen-
te en las aulas de cualquier universidad aunque se debe mencionar
que en la actualidad hay pseudociencias como la homeopatiacutea que
han logrado infiltrarse en cursos de verano y de postgrado en algu-
nas universidades puacuteblicas espantildeolas y de otros paiacuteses Esto incluso
a pesar de las reiteradas denuncias de muchos profesores que alegan
el predominio de criterios econoacutemicos sobre los acadeacutemicos y de
que en paiacuteses como los EEUU ya estaacute expresamente prohibida su
comercializacioacuten por carecer de evidencias cientiacuteficas
(httpswwwftcgovsystemfilesdocumentspublic_statements996
984p114505_otc_homeopathic_drug_enforcement_policy_statemen
tpdf)
2 Constituye una peacuterdida de tiempo esfuerzo recursos y algo similar
a lo que los economistas llaman ldquocosto de oportunidadrdquo Es decir no
solo se pierde lo dicho anteriormente tambieacuten se pierde lo que se
pudiera haber ganado de emplear esos recursos y esfuerzos en algo
verdaderamente productivo
3 Cuando la pseudociencia estaacute ligada a una falsa terapia el posible
perjuicio para el paciente siempre estaacute presente ya bien sea por cau-
sa directa o bien porque este no logre atender a tiempo su dolencia
al entretenerse con la ilusoria terapia sin someterse a un tratamiento
realmente eficaz Es posible encontrar muacuteltiples ejemplo de dantildeos
graves a pacientes en la prensa internacional
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Los criterios acerca de que los campos magneacuteticos estaacuteticos producidos
por imanes permanentes incrementan la circulacioacuten reducen la infla-
macioacuten o el dolor y aceleran la cura de las lesiones son por lo general
simplistas e ingenuos y no estaacuten apoyados por el peso de la evidencia
experimental Por otra parte aunque real el efecto de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia sobre los tejidos es bastante complejo
Al parecer su efectividad variacutea apreciablemente de un tejido a otro
194
depende marcadamente de la intensidad y frecuencia de la sentildeal aplica-
da y tambieacuten del tiempo de tratamiento Ver por ejemplo el artiacuteculo
de revisioacuten de Funk et al 2009 con 400 referencias que no ofrece
conclusiones definitivas
A pesar de que la mayoriacutea de las investigaciones recientes negando
la efectividad de muchas de estas terapias son muy rigurosas auacuten es
posible encontrar cliacutenicas estatales donde se aplican imanes con relativa
frecuencia Y cuando usted trata de explicar a los promotores que ese
procedimiento es falso carece de fundamento cientiacutefico y es totalmente
inocuo la respuesta usual es que ldquoestaacute autorizadordquo sin otro argumento
cientiacutefico (Desde luego iquestQueacute van a argumentar)
Tambieacuten es posible encontrar afirmaciones engantildeosas en diversos
medios de comunicacioacuten Algunas maacutes que pseudociencia son timos
Por ejemplo referencias vagas acerca de la efectividad del tratamiento
propuesto ldquocientiacuteficos destacados concuerdan en que los imanes uni-
polares son superiores a los bipolaresrdquo En primer lugar los imanes
unipolares no existen Todo imaacuten tiene dos polos imposibles de sepa-
rar En segundo lugar nunca se especifica quieacutenes son los lsquocientiacuteficos
destacadosrsquo
Otra compantildeiacutea previene al consumidor acerca del abuso de la medi-
cina convencional y de que los imanes no producen efectos colaterales
pues son ldquotan naturales como la naturalezardquo lo cual puede ser cierto
Quizaacutes no produzcan efectos colateraleshellip ni tampoco el deseado efec-
to curativo Otras promociones afirman que en diversas universidades
se ha demostrado que los imanes permanentes incrementan el flujo
sanguiacuteneo lo cual es totalmente falso como se analizoacute anteriormente
Tambieacuten aparecen supuestas investigaciones favorables donde el efec-
to placebo ni siquiera se menciona
En los EEUU tanto los jueces como diferentes agencias del go-
bierno no dan respiro a los magnetoterapeutas El 7 de septiembre de
1999 la Comisioacuten Federal de Comercio (Federal Trade Commission
FTC) presentoacute una demanda contra la corporacioacuten iexclPain Stops Here
Inc por promover productos para magnetoterapia que incluiacutean agua
magnetizada de polo sur bipolar y colchonetas magneacuteticas Los promo-
tores alegaban que el campo magneacutetico penetra profundamente en la
piel para energizar y oxigenar la sangre y que el tratamiento mejoraba
una serie de dolencias en diversos oacuterganos La FTC calificoacute de falsas
las supuestas virtudes curativas y envioacute el asunto a los tribunales
(httpwwwftcgovos19999906painagrhtm)
El 8 de agosto de 2000 el Consumer Justice Center una entidad pri-
vada de defensa del consumidor en California entabloacute una demanda
contra la cadena de tiendas Florsheim y la tienda Shoe Emporium Es-
tas tiendas promoviacutean zapatos magneacuteticos que ldquocorregiacutean las deficien-
cias magneacuteticas mejoraban la circulacioacuten reduciacutean la fatiga en las
piernas y proveiacutean de un alivio natural para los dolores mejorando la
energiacuteardquo Unos pocos diacuteas despueacutes de presentada la demanda la Flors-
heim retiroacute los controvertidos anuncios
En septiembre de 2002 el Fiscal General de California entabloacute pleito
contra unos fabricantes de colchones magneacuteticos que supuestamente
beneficiaban unos 50 padecimientos diferentes Los precios de los col-
chones oscilaban entre 1 100 y 1 800 USD La demanda pediacutea multas
millonarias contra los 5 integrantes de la empresa European Health
Concepts Inc junto al reembolso del dinero a los consumidores
(httpcaagstatecausnewsalerts200202-105pdf) Algo similar ocu-
rrioacute con la Magnetic Therapeutic Technologies (httpwwwftcgovos
19999906magneticagrhtm)
Tambieacuten en 2002 en el mes de abril la FTC entabloacute una demanda
contra TechnoBrandsInc por razones similares en este caso la venta
de una coleccioacuten de imanes para combatir el dolor en cualquier lugar
del cuerpo
La prensa supuestamente formal tampoco escapa a los tentaacuteculos de
la pseudociencia Asiacute por ejemplo en abril de 2010 un perioacutedico local
publicoacute el artiacuteculo ldquoOndas Magneacuteticas y su Aplicacioacuten en la Medicinardquo
consistente en una mezcla de gran cantidad de afirmaciones pseudocien-
tiacuteficas junto a algunas gotas de realidad Alliacute se podiacutea leer entre otros
muchos absurdos que el magnetismo incrementa la circulacioacuten de la
sangre (a pesar de la evidencia contraria proporcionada por los miles de
pacientes sometidos diariamente a estudios de resonancia magneacutetica sin
efectos colaterales) y tambieacuten que las piraacutemides se construyeronhellip iexclpa-
ra aplicar campos magneacuteticos
Otra modalidad pseudocientiacutefica es afirmar todo lo contrario que la
radiacioacuten electromagneacutetica no es siempre beneacutefica sino dantildeina Se
exageran al maacuteximo los posibles efectos perniciosos de las radiaciones
generadas por las liacuteneas de transmisioacuten de alto voltaje u otros equipos
Una variante adicional es que existe mucha especulacioacuten acerca de
si los cambios que tienen lugar en el campo geomagneacutetico de nuestro
planeta asociados a las erupciones solares tambieacuten pueden afectar los
sistemas bioloacutegicos en la superficie terrestre Por el momento no hay
resultados definitivos Un reporte publicado en el Astronomical amp As-
trophysical Transactions vol 19 Issue 1 del 2000 bajo el tiacutetulo ldquoCon-
firmacioacuten experimental del efecto bioefectivo de las tormentas magneacute-
ticasrdquo fundamenta sus resultados en la aplicacioacuten del fraudulento elec-
trodiagnoacutestico de Voll ya mencionado lo que reduce a cero su valor
Se ha sugerido la posibilidad de que los protones de muy alta energiacutea
provenientes del Sol puedan causar dosis elevadas de radiacioacuten en los
aviones a grandes alturas sobre todo cuando pasan cerca del ciacuterculo
polar pero aparte de las especulaciones no fue posible encontrar repor-
tes experimentales concretos sobre el tema
En resumen la evidencia acumulada hasta el momento demuestra
que los campos magneacuteticos alternos de muy baja frecuencia pudieran
ser una herramienta uacutetil en el tratamiento terapeacuteutico de diversas afec-
ciones siempre que se demuestre que proporcionan maacutes beneficio que
dantildeos Seraacute necesario tomar en cuenta en cada caso particular la fre-
cuencia e intensidad de la sentildeal aplicada y la duracioacuten del tratamiento
ya que pueden ser factores muy importantes que hay que controlar para
garantizar la efectividad en uno u otro sentido
No puede decirse lo mismo de la aplicacioacuten de campos estaacuteticos
mediante imanes permanentes o bobinas de corriente continua En la
medida en que avanza la investigacioacuten cientiacutefica en cualquier rama de
la ciencia van apareciendo evidencias cada vez maacutes contundentes acer-
ca de las propiedades del fenoacutemeno estudiado que a su vez dan origen
a nuevas interrogantes Sin embargo en lo que se refiere a la aplicacioacuten
terapeacuteutica de los imanes permanentes la evidencia no ha aparecido
auacuten todo estaacute exactamente igual a pesar de los miles y miles de ensa-
yos y los cientos de antildeos transcurridos desde los tiempos de Elisha
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En la actualidad en la prensa internet y otros medios de comunicacioacuten proliferan afirmaciones sobre los campos magneacuteticos y electromagneacuteticos que carecen de fundamento cientiacutefico muchas de las cuales con argumentos que no se ajustan a la realidad soacutelo se proponen publicitar y vender artiacuteculos supuestamente curativos Es de lamentar que muchas de esas falsedades sean recogidas y repetidas por otros como si fueran veriacutedicas y se lleven a la praacutectica sin que existan fundamentos para ese proceder excepto la falta de conocimientos sobre el magnetismo
En este libro se pretende mostrara queacute es realmente el magnetismo y que hay de cierto ndash y queacute de falso ndash en un cuacutemulo de proposiciones divulgadas en su nombre Ademaacutes de presentar las bases reales de los fenoacutemenos magneacuteticos maacutes importantes se citan referencias que demuestran que muchas de las supuestas ldquomaravillasrdquo magneacuteticas que algunos promocionan han sido incluso sancionadas en los tribunales por fraude y engantildeo al consumidor Asimismo junto con los fundamentos baacutesicos y el origen de las propiedades magneacuteticas se exponen aplicaciones disiacutemiles del magnetismo
Sin apartarse un aacutepice de rigor cientiacutefico necesario en la exposicioacuten del texto se ha evitado al maacuteximo el uso de vocabulario teacutecnico y expresiones analiacuteticas con el objetivo de hacerlo entendible al lector que no posea un dominio superior de la fiacutesica y la matemaacutetica Cada afirmacioacuten estaacute debidamente sustentada por imaacutegenes resuacutemenes y artiacuteculos la mayoriacutea publicados en revistas cientiacuteficas prestigiosas
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA
- Magnetismo cotidiano oriacutegenes y aplicaciones
-
- Impreso 1
- Impreso 2
- Impreso 3
- Impreso 4
- Impreso 5
- Impreso 6
- Impreso 7
- Impreso 8
- Impreso 9
-
- contratapa
-
Versioacuten pdf
MAGNETISMO
COTIDIANO
O R Iacute G E N E S
Y APLICACIONES
ARNALDO GONZAacuteLEZ ARIAS (La Habana 1946) Doctor en Ciencias
Fiacutesicas y profesor de la Universidad de La Habana desde 1972 hasta
2012 cuando se jubiloacute En ese lapso fue profesor de diferentes facul-
tades tutor de diplomas y un doctorado e impartioacute conferencias de
temas de magnetismo y teacutecnicas termoanaliacuteticas en varios centros de
investigacioacuten y universidades nacionales y extranjeras Durante cinco
antildeos se desempentildeoacute como editor informaacutetico de la Revista Cubana de
Fiacutesica Ha obtenido tres premios o menciones en concursos naciona-
les de periodismo cientiacutefico y divulgacioacuten cientiacutefica publicando maacutes
de sesenta artiacuteculos en revistas cientiacuteficas arbitradas y un centenar de
artiacuteculos de divulgacioacuten cientiacutefica en medios de prensa nacionales y
extranjeros Tiene a su haber los tiacutetulos siguientes Errores y medi-
ciones (Ed Ciencia y Teacutecnica La Habana 1984) Anaacutelisis Teacutermico
Diferencial y otras Teacutecnicas Termoanaliacuteticas (E Ciencia y Teacutecnica
La Habana 1986) Teacutecnicas Experimentales del Magnetismo (coautor
Ed Mined 1986) iquestQueacute es el magnetismo (Ediciones Universidad de
Salamanca Espantildea 2001) Fiacutesica para geografiacutea (soporte magneacutetico
Facultad de formacioacuten de profesores para la ensentildeanza media supe-
rior La Habana 2003) Introduccioacuten a las Teacutecnicas Termoanaliacuteticas
(coautor Ediciones Universidad de Valladolid 2014) y Un Paseo por
la Ciencia y la Tecnologiacutea (Ed Cientiacutefico Teacutecnica La Habana 2016)
Arnaldo Gonzaacutelez Arias
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA LA HABANA 2018
MAGNETISMO C O T I D I A N O
O R Iacute G E N E S Y APLICACIONES
Edicioacuten y correccioacuten Sergio Bello Canto
Disentildeo de cubierta Carlos Javier Soliacutes Meacutendez
Disentildeo interior Maikel Martiacutenez Pupo
Realizacioacuten de ilustraciones Yuleidis Fernaacutendez Lago
Composicioacuten digitalizada Madeline Martiacute del Sol
copy Arnaldo Gonzaacutelez Arias 2018
copy Sobre la presente edicioacuten
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica 2018
ISBN 978-959-05-1104-2
INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica
Calle 14 no 4104 e41 y 43 Playa La Habana Cuba
editorialmilcubartecubcu
ediciones caribe
UEB Graacutefica Haydeeacute Santamariacutea
3000 ejemplares
Febrero - 2019
Agradecimientos
El autor desea expresar su reconocimiento a los siguientes profeso-
res que amablemente consintieron en revisar y criticar el manuscri-
to original contribuyendo en gran medida a enriquecer su conteni-
do
Joseacute A Fernaacutendez Sacasas MsC Especialista de II grado de Me-
dicina Interna Profesor Titular y Profesor Consultante de la Uni-
versidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Alberto Juan Dorta Contreras Dr en Ciencias Profesor e Investi-
gador Titular Laboratorio Central de Liacutequido Cefalorraquiacutedeo
(LABCEL) Universidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Manuel de Jesuacutes Antoacuten Lolo Fiacutesico Investigador y Profesor Con-
sultante del Instituto de Ciencias Baacutesicas y Precliacutenicas ldquoVictoria de
Giroacutenrdquo Universidad Meacutedica de La Habana
Joseacute Ignacio Iacutentildeiguez de la Torre y Bayo MS y PhD Catedraacutetico de
Electromagnetismo de la Universidad de Salamanca Director del
Programa de Becas Predoctorales de Formacioacuten de Personal Inves-
tigador (FPI) del Ministerio de Ciencia y Tecnologiacutea Presidente
del Comiteacute de Expertos Externos del Programa de Evaluacioacuten de
Calidad en las universidades de Cantabria Sevilla y Caacutediz
Un agradecimiento especial a la Dra Nuvia Peacuterez Cruz especialis-
ta de 2do grado en Farmacologiacutea Cliacutenica de la Universidad Meacutedica
de La Habana Facultad Dr Salvador Allende por su inesperada ndash
aunque no menos valiosandash contribucioacuten
V
IacuteNDICE
Agradecimientos V
Introduccioacuten 1
Ciencia y falsa ciencia 3
Leyes y teoriacuteas 4
Algo para recordar 7
Capiacutetulo 1 Magnetismo lsquomisteriosorsquo 7
Engantildeo de las pulseras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Asesino invisible
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento
Magnetosfera y el viento solar
Magnetismo planetario y solar
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Capiacutetulo 2 Campo magneacutetico 33
Magnetismo microscoacutepico
Diamagnetismo
Paramagnetismo
Magnetismo macroscoacutepico
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Ferromagnetismo
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Temperatura de Curie
Magnetismo en los organismos vivos
Otros ejemplos
Magnetizacioacuten teacutecnica
Grabacioacuten magneacutetica
Apeacutendice
Capiacutetulo 3 Corriente eleacutectrica 59
Carga eleacutectrica
Campo eleacutectrico
Conductor y dieleacutectrico
Interaccioacuten con un campo externo
Sustancias polares y no polares
Liacutequido y gas polares
Solvatacioacuten
Soacutelido polar
Sustancias no polares
Corriente continua y fuerza electromotriz
Pila y bateriacutea
Generador electrostaacutetico
Celda solar
Termoelectricidad
Piezoelectricidad
Circuitos de corriente continua
Superconductividad
Corriente alterna
Capiacutetulo 4 Interacciones electromagneacuteticas y ondas de radio 79
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Dinamo
Transformador e inductor
Radiacioacuten electromagneacutetica
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
Espectro electromagneacutetico
Transmisioacuten de sentildeales
Transmisioacuten de potencia Hornos de microondas
Cocinas de induccioacuten
Estimacioacuten de distancias radar
Deteccioacuten de metales
Radar de penetracioacuten terrestre
Capiacutetulo 5 Radiacioacuten de maacutes alta frecuencia 104
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Radiacioacuten y organismos vivos
Radiacioacuten infrarroja y visible
Fotosiacutentesis
Laacuteser
Radiacioacuten ultravioleta
Rayos X
VIII
Rayos X en la medicina
Radiografiacutea computarizada (RC)
Radiografiacutea digital (RD)
Rayos gamma
Capiacutetulo 6 Otras aplicaciones del magnetismo 124
Diagnoacutestico meacutedico
Magnetoencefalograma
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica
Levitacioacuten magneacutetica
Tratamiento magneacutetico del agua
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
Acelerador de partiacuteculas
Cuando el magnetismo es indeseable
Mina magneacutetica
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Conflictos beacutelicos
Anomaliacuteas magneacuteticas
Capiacutetulo 7 Terapias magneacuteticas reales e ilusorias 150
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
Campos magneacuteticos estaacuteticos magnetoterapia
Franz Anton Mesmer
Tractores de Perkins
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos
El campo magnetostaacutetico es conservativo
Campos electromagneacuteticos
Microondas (300 MHz-3GHz)
Radiacioacuten de baja frecuencia
Breve historia de las terapias electromagneacuteticas
Reportes negativos
Nanomagnetismo y medicina
Separacioacuten magneacutetica
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
iquestTratamientos magneacuteticos contra el dolor
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial
En la comunidad
En la vivienda
Puesto de trabajo
Efecto bioloacutegico
Investigacioacuten cliacutenica
IX
Teleacutefono celular y caacutencer
Normas de seguridad
Capiacutetulo 8 Placebos y pseudociencia 180
Efecto placebo
Cienciahellip y lo que no lo es
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
iquestQueacute es la pseudociencia
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Bibliografiacutea 199
X
INTRODUCCIOacuteN
Hace 15 antildeos presentamos en Salamanca un pequentildeo libro de divulga-
cioacuten cientiacutefica titulado Queacute es el magnetismo que vio la luz gracias al
apoyo en la revisioacuten de las pruebas de impresioacuten de los profesores
Ana Garciacutea Flores y Joseacute Ignacio Intildeiguez de la Torre y Bayo del de-
partamento de Fiacutesica Aplicada de esa universidad espantildeola De allaacute
hasta acaacute han surgido muchas novedades en el campo del magnetismo
En esta nueva edicioacuten aparte de que se subsanan algunas omisiones
se presenta un enfoque diferente y un contenido mucho maacutes actualiza-
do aunque respetando en todo momento el perfil de libro de divulga-
cioacuten
iquestHacia doacutende apunta el norte de la bruacutejula al norte o al sur
iquestQueacute hay de comuacuten entre un radar un horno de microondas y un
teleacutefono celular
iquestCoacutemo funciona una cocina de induccioacuten
iquestExisten verdaderamente las tormentas magneacuteticas iquestY el viento
solar
iquestDe queacute se compone la luz iquestY las ondas de radio
iquestCoacutemo se mide el campo magneacutetico del sol y los planetas
iquestEl agua se magnetiza iquestY los combustibles
iquestPara queacute sirve la Tomografiacutea de Emisioacuten de Positrones
iquestCoacutemo funcionan los trenes magneacuteticos
iquestSe puede aliviar el dolor utilizando un imaacuten
iquestDantildea la salud vivir cerca de una liacutenea de alta tensioacuten
iquestEs posible medir los biocampos generados por las personas
iquestSe orientan los animales mediante el campo magneacutetico terrestre
iquestQueacute es la pseudociencia magneacutetica
1
El libro pretende dar respuesta a estas y muchas otras preguntas
todas relacionadas de una u otra manera con el magnetismo o el elec-
tromagnetismo
Nuestro trabajo durante muchos antildeos en la Universidad de La Ha-
bana como profesor e investigador en el campo de los materiales
magneacuteticos nos permitioacute constatar que desde siempre ha existido un
gran intereacutes hacia fenoacutemenos magneacuteticos que pudieacuteramos llamar lsquono
convencionalesrsquo Este intereacutes auacuten se mantiene y se extiende desde la
buacutesqueda de posibles aplicaciones en la industria hasta el ensayo de
diversas terapias electromagneacuteticas No obstante tambieacuten hemos
comprobado que no siempre se dispone de la informacioacuten adecuada
sobre estos temas y que cuando de magnetismo o electromagnetismo
se habla a menudo afloran serias confusiones en cuanto a separar lo
real de lo ficticio
A veces se trata de copiar lo que no se comprende bien sin llevar a
cabo investigaciones o ensayos previos que permitan conocer la efec-
tividad real del dispositivo propuesto los paraacutemetros que se deben
controlar o el reacutegimen de operacioacuten recomendable Lo anterior se
agrava por el hecho de que es faacutecil encontrar materiales impresos en
revistas y perioacutedicos o en la World Wide Web cuya objetividad cien-
tiacutefica deja mucho que desear Puede que estas informaciones sean
divulgadas tanto por personas quizaacutes ingenuas entusiastas de los tra-
tamientos magneacuteticos (pero tan ignorantes en la materia que confun-
den faacutecilmente propiedades magneacuteticas con propiedades eleacutectricas)
como por fabricantes y comerciantes inescrupulosos maacutes interesados
en vender su producto que en presentar al posible comprador una in-
formacioacuten veraz Algunos de estos reclamos han resultado ser timos
comprobados sancionados por los tribunales
Estas son las razones fundamentales por las que decidimos recopi-
lar una informacioacuten miacutenima sobre las particularidades esenciales de
los campos magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos asiacute como algunas de
sus aplicaciones presentes y futuras maacutes importantes Pensamos que el
lector sin formacioacuten cientiacutefica pero interesado en estos temas podraacute
asiacute valorar con mayor efectividad cualquier proposicioacuten magneacutetica
que se le presente De aquiacute que se ha tratado de utilizar un lenguaje
simple y dentro de lo posible sin tecnicismos y con la cantidad miacute-
nima de foacutermulas y ecuaciones pero a la vez en todo momento se ha
mantenido la rigurosidad cientiacutefica del contenido
Ciencia y falsa ciencia
El libro tambieacuten tiene la pretensioacuten de ayudar al lector a distinguir
entre lo que es ciencia y lo que no lo es tanto dentro de los temas
magneacuteticos como fuera de ellos
En las uacuteltimas deacutecadas se ha generalizado el uso del teacutermino pseu-
dociencia para designar un conjunto de teoriacuteas leyes descripciones y
procedimientos que pretenden ser cientiacuteficos pero que en realidad no
lo son Seguacuten Carl Sagan (1934-1996) astroacutenomo y divulgador cien-
tiacutefico ldquohellipcada campo de la ciencia tiene su propio complemento de
pseudociencia Los geofiacutesicos tienen que enfrentarse a Tierras planas
Tierras huecas Tierras con ejes que se balancean desordenadamente
continentes en raacutepido ascenso y hundimiento y profetas del terremoto
Los botaacutenicos tienen plantas cuyas apasionantes vidas emocionales se
pueden seguir con detectores de mentiras los antropoacutelogos tienen
hombres-mono supervivientes los zooacutelogos dinosaurios vivos y los
bioacutelogos evolutivos tienen a los literalistas biacuteblicos pisaacutendoles los
talones Los arqueoacutelogos tienen antiguos astronautas runas falsifica-
das y estatuas espurias Los fiacutesicos tienen maacutequinas de movimiento
perpetuo un ejeacutercito de aficionados a refutar la relatividad y quizaacute la
fusioacuten friacutea Los quiacutemicos todaviacutea tienen la alquimia Los psicoacutelogos
tienen mucho de psicoanaacutelisis y casi toda la parapsicologiacutea Los eco-
nomistas tienen las previsiones econoacutemicas a largo plazo Los meteo-
roacutelogos hasta ahora tienen previsiones del tiempo de largo alcancehellip
La astronomiacutea tiene como pseudociencia equivalente principal la as-
trologiacutea disciplina de la que surgioacute A veces las pseudociencias se
entrecruzan y aumenta la confusioacuten como en las buacutesquedas telepaacuteti-
cas de tesoros enterrados en la Atlaacutentida o en las previsiones econoacute-
micas astroloacutegicasrdquo (Sagan 2000)
Se podriacutea pensar que una educacioacuten teacutecnica o universitaria es una
salvaguarda contra la pseudociencia nada maacutes lejos de la realidad La
esencia del problema no estaacute en la cantidad de conocimientos que
alguien pueda acumular sino en la forma que se incorporan se anali-
zan y se usan estos conocimientos El desconocimiento sobre ciencias
que no son afines a la especialidad de la persona en cuestioacuten tambieacuten
puede favorecer la confusioacuten Cuando se desconoce la esencia del
meacutetodo cientiacutefico (que se expone en el capiacutetulo 8) resulta muy difiacutecil
por no decir imposible separar la ciencia de la pseudociencia
La ciencia y la pseudociencia se caracterizan respectivamente por
el escepticismo y la credulidad Mientras no encuentre una explica-
cioacuten satisfactoria a la manifestacioacuten de un proceso o evento determi-
nado con resultados verificables en cualquier momento y lugar la
ciencia no estaraacute satisfecha
La pseudociencia estaacute saturada de credulidad No exige demostra-
ciones y se contenta con conceptos y explicaciones vagas Presenta
sus resultados terminados de una vez y para siempre y de una forma
que no admite verificacioacuten
Cuando la pseudociencia tiene que ver con la medicina puede lle-
gar a ser peligrosa a veces por promover falsos diagnoacutesticos otras por
aplicar remedios no adecuados El posible dantildeo al paciente casi siem-
pre no proviene de la aplicacioacuten del tratamiento pseudocientiacutefico
(aunque en ocasiones el tratamiento en siacute pudiera ser perjudicial) sino
porque su aplicacioacuten impide que el paciente se someta al tratamiento
meacutedico convencional que eventualmente mejorariacutea su salud Con re-
gularidad aparecen en la prensa internacional casos que ilustran lo
anterior que a veces incluso llegan a los tribunales al aplicarse a las
personas terapias y medicamentos que no han sido validados por los
correspondientes ensayos cliacutenicos
Leyes y teoriacuteas Durante la revisioacuten del original un colega me llamoacute la atencioacuten que
en las Ciencias Sociales muchas veces se antepone la ley a la teoriacutea (y
en este libro se ha considerado lo contrario) Bajo ese punto de vista
se considera que la teoriacutea resume un conjunto de leyes y resulta ser
algo maacutes bien acabado terminado Aquiacute se considera una acepcioacuten
diferente comuacuten en las ciencias naturales que a nuestro entender no
entra necesariamente en contradiccioacuten con el punto de vista anterior
pues maacutes bien representa un nivel diferente de gradacioacuten Existen
teoriacuteashellip y teoriacuteas Y tambieacuten algo de tergiversacioacuten semaacutentica cuan-
do se les llama teoriacuteas a lo que no son maacutes que hipoacutetesis ie suposi-
ciones no contrastadas con la realidad
En las ciencias fiacutesicas y otras ciencias naturales muchas veces la
teoriacutea no se refiere a algo terminado sino al nivel primario de investi-
gacioacuten Es un meacutetodo de trabajo una herramienta que complementa al
experimento Es la forma en que se logra explicar cualitativa y cuanti-
tativamente un resultado experimental lo que permite disentildear nuevos
experimentos y predecir de antemano lo que posiblemente ocurriraacute Si
la prediccioacuten es correcta el conocimiento se ampliacutea y la teoriacutea se re-
fuerza Sirva de ejemplo la infinidad de artiacuteculos teoacutericos que se pu-
blican diacutea tras diacutea en las revistas cientiacuteficas especializadas donde no
se reportan resultados experimentales sino solo su posible interpreta-
cioacuten teoacuterica proponiendo relaciones o leyes particulares para esclare-
cer el por queacute el resultado de un determinado experimento
Usualmente las teoriacuteas cambian y se mejoran continuamente acer-
caacutendose soacutelo paso a paso a la realidad Cuando se alcanza una armoniacutea
total entre la teoriacutea y la praacutectica se llega a la ley como resumen final
de esa continua interaccioacuten Cuando eso ocurre las teoriacuteas pierden lo
que les quedaba de hipoacutetesis para convertirse en certezas porque ya
no se basan en la suposicioacuten o especulacioacuten sino en la praacutectica en la
interaccioacuten con la realidad en deducciones e inducciones rigurosas y
en una amplia evidencia experimental Y desde luego muchas hipoacute-
tesis se desechan cuando se comprueba que son ajenas a la realidad
que pretenden describir
Y coincidiendo con la interpretacioacuten mencionada maacutes arriba lo
que una vez fue teoriacutea y pasoacute a ser ley puede sin dudas llegar a for-
mar parte de una teoriacutea maacutes general que incluya varias leyes sin que
haya contradiccioacuten alguna pues en el universo cientiacutefico todo es per-
fectible
iquestY las respuestas a las preguntas que aparecen al inicio de esta in-
troduccioacuten Esperamos que el lector las encuentre en las paacuteginas si-
guientes
5
CAPIacuteTULO 1
MAGNETISMO lsquoMISTERIOSOrsquo
El progreso lejos de consistir en el cambio descansa en la retentiva
Cuando el cambio es absoluto no queda ente alguno al que mejorar y no
se establece direccioacuten para una posible mejora y cuando la experiencia
no se conserva como entre los salvajes la infancia es perpetua
Quienes no pueden recordar el pasado estaacuten condenados a repetirlo
En la primera etapa de la vida la mente es friacutevola y se distrae con facili-
dad no consigue el progreso por falta de constancia y consecuencia Asiacute
son los nintildeos y los baacuterbaros su instinto no ha aprendido nada de la expe-
rienciarsquo
JORGE AGUSTIacuteN NICOLAacuteS RUIZ DE SANTAYANA Y BORRAacuteS (1863-1952)
Poeta y filoacutesofo espantildeol-norteamericano
Algo para recordar
En alguna ocasioacuten a todos nos ha llamado la atencioacuten la propiedad que
poseen los imanes de interactuar a distancia de repelerse o atraerse
entre siacute o de atraer objetos que no son imanes como clavos o hebillas
sin tocarlos directamente Auacuten maacutes en determinada posicioacuten los ima-
nes son reacios a unirse en otra no quieren separarse
Esta misteriosa accioacuten a distancia sin contacto directo que tanto
atrae como repele resulta auacuten maacutes equiacutevoca por cuanto algunos obje-
tos son atraiacutedos por el imaacuten y otros muy parecidos no Cuando un
imaacuten atrae un objeto se puede interponer una laacutemina de cartoacuten o ma-
dera entre el imaacuten y el objeto iexcly lo seguiraacute atrayendo Y para acrecen-
tar auacuten maacutes el misterio cuando algunos objetos se frotan repetidamen-
te con un imaacutenhellip iexcltambieacuten se vuelven magneacuteticos Como si alguna
especie de espiacuteritu o presencia inmaterial contenida en el imaacuten fuera
capaz de transferirse al otro objeto Por cierto si alguna vez necesita
insertar un tornillo en una posicioacuten incoacutemoda pruebe a frotar suave-
mente el destornillador con un imaacuten desde el mango hacia la punta -o
al reveacutes- pero siempre en el mismo sentido Una vez hecho esto si el
tornillo tiene hierro en su composicioacuten quedaraacute adherido a su extre-
mo facilitando la insercioacuten en el sitio deseado
No es posible hacer un compendio de los fenoacutemenos magneacuteticos
maacutes habituales sin mencionar las supuestamente maacutegicas propiedades
de los imanes Han sido invocadas por iluminados falsos expertos y
curanderos de todo tipo para intentar curar o sanar a la gente mediante
pases o influencias magneacuteticas atribuyendo al magnetismo propieda-
des que de ninguna manera posee Tal comportamiento ante lo desco-
nocido parece ser innato a la naturaleza humana Hace 2 500 antildeos
Cleoacutebulo de Lindos uno de los siete sabios de la Antigua Grecia
afirmaba ldquohellipnada hay tan comuacuten en el mundo como la ignorancia y
los charlatanesrdquo
Tales praacutecticas quizaacutes pudieran tener alguna excusa en eacutepocas re-
motas cuando no se teniacutea la menor idea del origen de las propiedades
magneacuteticas Actualmente no tienen otra explicacioacuten que la irresponsa-
bilidad de quienes intentan aplicarlas sin informarse previamente
negando el pasado y el avance de los conocimientos cientiacuteficos por
todos los medios a su alcance
Ejemplos concretos abundan en la historia Cada vez que aparece
una teacutecnica novedosa y poco conocida o un nuevo fenoacutemeno fiacutesico
quiacutemico o bioloacutegico es casi una regla que al poco tiempo aparezcan
terapeutas que afirman poder curar una u otra dolencia aplicando la
nueva teacutecnica Pero las afirmaciones nunca van acompantildeadas por los
correspondientes estudios o ensayos cliacutenicos que corroboren la efecti-
vidad de la propuesta simplemente se enuncia una suposicioacuten como si
fuera una realidad lo que muchas veces resulta suficiente para que los
incautos caigan en las redes del iluminado de turno
Los ejemplos incluyen los intentos de aplicar imanes para curar di-
versas dolencias desde los tiempos antiguos o la de utilizar la recieacuten
surgida electricidad a principios del siglo pasado con los mismos fi-
nes Ejemplos maacutes recientes incluyen el novedoso neutrino (no tan
novedoso como poco conocido) para intentar justificar las absurdas
curaciones a distancia o las fotos Kirlian para probar la existencia de
la tergiversada bioenergiacutea supuestamente asociada solo a lo vivo y
capaz de regular los estados de salud o de aacutenimo de las personas
Se intenta asiacute explicar lo ilusorio con algo falseado que no es del
dominio puacuteblico o que auacuten no se conoce bien sin aportar evidencias
concretas de lo que se afirma Paradigma de lo absurdo aunque por
increiacuteble que parezca muchas veces funciona en determinados ciacutercu-
los incluso autodenominados cientiacuteficos sin serlo
Engantildeo de las pulseras En febrero de 2010 se publicoacute en el Diario Sur un informe sobre la
venta en Espantildea de las pulseras holograacuteficas lsquoPower Balancersquo
(httpwwwdiariosures20100210mas-actualidadsociedadnegocio-
redondo-201002100844html) (Figura 11)
Figura 11 Pulsera Power Balance y ampliacioacuten
del holograma (Tomado de
httpwwwdiariosures)
Seguacuten el artiacuteculo ldquohelliplas pulseras se agotan nada maacutes llegar a las
tiendas y el nuacutemero de reservas excede con creces las unidades que
salen al mercado Aunque la importadora es reacia a facilitar datos
sobre sus ventas en Espantildea un cruce de cifras permite aventurar que
estariacutean en torno a las 100 000 unidades diarias Un negocio redondo
si se tiene en cuenta que cada brazalete vale 35 eurosrdquo Es decir una
sola pulsera cuesta maacutes que el ingreso mensual promedio de cualquier
necesitado en un paiacutes pobre El precio de costo de los materiales con
que se confecciona la pulsera es de 1 euro aproximadamente
El negocio era tan fructiacutefero que enseguida surgieron muchos
competidores para tratar de coger su parte del pastel Las marcas de
pulseras se multiplicaron EFX Equilibrium Ion Balance Powerplus
Power equilibrium Trion-Z Energy balance Harmony zen 9
iquestY cuaacutel es el supuesto beneficio que brindan estas pulseras
Josh Rodarmel de Orange County California quien junto a su
hermano Troy las introdujo en el mercado en 2007 habiacutea declarado
con anterioridad haber implantado en hologramas frecuencias que
reaccionan positivamente al campo magneacutetico del cuerpo afirmando
que todo tiene una frecuencia al igual que los moacuteviles el wifi las
ondas de radio y cosas por el estilo y que todas reaccionan entre siacute
Seguacuten Rodarmel hay frecuencias que reaccionan negativamente con
el cuerpo pero otras lo hacen positivamente eacutel y su hermano habiacutean
descubierto coacutemo meterlas en un holograma que en contacto con el
cuerpo proporciona equilibrio fuerza y flexibilidad
En realidad la tal pulsera no es maacutes que un aro de goma que incor-
pora dos hologramas como los que pueden aparecer en cualquier tarje-
ta de creacutedito o en algunos sellos El modelo que maacutes eacutexito tiene estaacute
hecho con silicona aunque tambieacuten hay otro de neopreno Antildeade la
publicidad que Power Balance no contiene ninguna fuente de energiacutea
por siacute sola sino que son ldquolas energiacuteas bio-eleacutectricas de cada uno las
que cargan el holograma quantum sintonizando con el biocampo y
armonizando con tu chi interiorrdquo
En otro sitio se expresa que Power Balance es una frecuencia en siacute
almacenada en un medio (el holograma) que restaura el equilibrio
electromagneacutetico del cuerpo aislando a cada ceacutelula viva de los factores
externos que le impiden funcionar al 100 de sus capacidades
Lo anterior no es maacutes que palabreriacutea sin sentido donde se combi-
nan palabras de significado real como frecuencia sintoniacutea y hologra-
ma con otras inventadas de contenido semirreligioso o esoteacuterico como
chi o tergiversadas o ficticias como biocampo Obviamente se sigue
un patroacuten similar al de otros timos del mismo corte se tergiversan
palabras conocidas por el gran puacuteblico cuyo verdadero significado es
manejado solo por los especialistas
Todos saben lo que es sintonizar la radio pero solo los entendidos
saben que al sintonizar se estaacute haciendo resonar un circuito del equipo
con una sentildeal electromagneacutetica especiacutefica de las muchas que llegan
provenientes de diferentes emisoras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Una frecuencia es el nuacutemero de veces que cualquier fenoacutemeno se
repite por segundo u otra unidad de tiempo (rotaciones oscilaciones
latidos etc) Es un nuacutemero que representa un concepto no un objeto
tangible Cuando los promotores hablan de almacenar frecuencias
estaacuten hablando de almacenar un concepto abstracto no de almacenar
un objeto A pesar de tener un valor numeacuterico una frecuencia no se
puede almacenar como tampoco se puede almacenar el tiempo para
despueacutes gastarlo cuando sea conveniente es un engantildeo total Sin con-
tar el hecho de que los hologramas no se cargan como si fueran pilas
reversibles
El Instituto Nacional del Consumo de Espantildea adscrito al Ministe-
rio de Sanidad respondioacute satisfactoriamente ante las alertas de los
periodistas y asociaciones de consumidores enviando el 28 de mayo
de 2010 una circular a las comunidades alertando sobre un posible
fraude con las pulseras ldquoLas pretendidas propiedades terapeacuteuticas o
potenciadoras que los fabricantes y comercializadores atribuyen a
determinadas pulseras incumplen lo establecido en la normativa que
regula la publicidad y promocioacuten comercial de los productos El Real
Decreto 190796 prohiacutebe cualquier clase de publicidad o promocioacuten
directa o indirecta masiva o individualizada de productos materiales
sustancias energiacuteas o meacutetodos con pretendida finalidad sanitaria
cuando sugieran o indiquen que su uso o consumo potencian el rendi-
miento fiacutesico psiacutequico deportivo o sexualrdquo Finalmente el 18 de
octubre de 2010 la Junta de Andaluciacutea impuso una multa de 15 000
euros calificada de irrisoria por algunos a la Power Balance en Espa-
ntildea por lsquofalta grave de publicidad engantildeosarsquo sancioacuten tipificada en el
art 35 b 1ordm de la Ley General de Sanidad
En enero de 2011 un grupo de consumidores norteamericanos dis-
gustados con la obvia estafa a que habiacutean sido expuestos presentaron
una demanda en los tribunales contra los hermanos Rodarmel Eacutestos
se vieron forzados a hacer una declaracioacuten afirmando que no existiacutea
evidencia cientiacutefica para sus afirmaciones y llegar a un acuerdo con
los demandantes por el monto de 57 millones de doacutelares
La realidad es que estos emprendedores fabricantes-timadores no
hicieron maacutes que modernizar con hologramas la vieja supercheriacutea de
la magnetoterapia y los ilusoriamente beneacuteficos campos magneacuteticos y
electromagneacuteticos Ya en 2006 un juez de Estados Unidos habiacutea con-
denado al distribuidor de una pulsera magneacutetica similar a rembolsar a
100 000 compradores el dinero gastado a causa de la publicidad enga-
ntildeosa Entre otros beneficios las pulseras presumiacutean de controlar la 11
hipertensioacuten El precio de cada una podiacutea llegar a los 250 euros Entre
2000 y 2003 los vendedores lograron recaudar unos 18 millones de
euros
Durante la vista puacuteblica el juez Morton Denlow citoacute un estudio de
la Cliacutenica Mayo que atribuiacutea la eficacia referida por algunos usuarios
al efecto placebo (fenoacutemeno de sugestioacuten bien conocido que hace que
los siacutentomas declarados por el enfermo puedan mejorar con un falso
tratamiento) El magistrado argumentoacute que las supuestas propiedades
de la pulsera un aro de metal terminado en dos pequentildeas esferas eran
ldquohellip maacutes ficcioacuten que cienciardquo (Figura12)
Figura 12 Pulsera magneacutetica Tomado de
wwwelmundoes suplemento 1692006 nuacutemero 676
La versioacuten opuesta del efecto placebo el nocebo tambieacuten existe
Consiste en el empeoramiento de los siacutentomas o signos de una enfer-
medad por la expectativa del paciente de sentir efectos dantildeinos 12
dolorosos o desagradables ante una falsa medida terapeacuteutica El tema
se trata con mayor detalle en el capiacutetulo 8
Vale la pena hacer notar que los timadores cuestan muy caro Fue
necesario un proceso judicial que duroacute tres antildeos sumado a una inves-
tigacioacuten de la Cliacutenica Mayo para poder desinflar el enorme globo
generado por la pequentildea empresa espantildeola Bio-Ray con sus pulseras
magneacuteticas Y a pesar de todo es muy posible que a la larga los em-
presarios hayan sacado en la jugada ganancias de unos cuantos cientos
de miles (o millones) de euros
En el uacuteltimo capiacutetulo se muestran otros ejemplos del uso desatina-
do de los imanes y la radiacioacuten electromagneacutetica Es de notar que en
algunos ciacuterculos se ha extendido confusa e incorrectamente el teacutermino
magnetoterapia para designar lo que debiera llamarse electromagneto-
terapia pues se aplica radiacioacuten electromagneacutetica y no campos mag-
neacuteticos estaacuteticos
En la radiacioacuten electromagneacutetica estaacuten presentes de forma insepa-
rable ambos tipos de campo el eleacutectrico y el magneacutetico interaccio-
nando continuamente entre siacute De aquiacute que la ilusoria magnetoterapia
se refiera (o debiera referirse) uacutenica y exclusivamente al uso de cam-
pos magneacuteticos estaacuteticos como el de los imanes permanentes sin
componente de campo eleacutectrico Los modernos magnetoterapeutas ni
siquiera estaacuten al tanto de esta realidad elemental y aplican el teacutermino
magnetoterapia indistinta y confusamente a uno u otro caso
Asesino invisible El caso de las pulseras magneacuteticas puede haber dantildeado el bolsillo de
muchos aunque se reconoce que difiacutecilmente pueda haber dantildeado su
salud puesto que no causan efecto alguno a no ser que actuacuteen por
sugestioacuten como placebo El efecto placebo puede sedar pero no cura
por lo que el posible dantildeo causado de forma indirecta siempre estaraacute
presente ya que el paciente puede dejar de utilizar los medicamentos
adecuados confiando en la eficiencia del falso remedio Es este quizaacutes
el mayor peligro que ofrecen en el presente las terapias magneacuteticas
espurias desviar la atencioacuten del paciente de la medicacioacuten adecuada
(que a la larga pudiera ser fatal en algunos casos)
13
No estamos exagerando ya ha ocurrido en el pasado que la aplica-
cioacuten innovadora e indiscriminada de nuevos descubrimientos ha traiacutedo
por consecuencia graves dantildeos a las personas e incluso la muerte Un
ejemplo muy instructivo aunque no el terreno de los imanes sino en el
de la radiacioacuten electromagneacutetica es el de la aplicacioacuten incontrolada de
los rayos X en sus comienzos
Al poco tiempo de aparecer los primeros equipos para hacer radio-
grafiacuteas surgieron en Estados Unidos salones de belleza que usaban los
rayos X para depilar los vellos en diversas partes del cuerpo princi-
palmente de mujeres joacutevenes El tratamiento era promocionado entre
otros por el meacutedico Albert C Geyser quien se presentaba con los
siguientes atributos seguacuten el original en idioma ingleacutes ldquoMedical Di-
rector of the Tricho System Formerly Professor of Physiological
Therapy and Chief of Clinic at Fordham University Lecturer and
Chief of Electro and Roentgenray Clinic at Cornell College Lecturer
and Chief of the Electro and Radio Therapy Clinic at the New York
Polyclinic etcrdquo En fin como para creer a pie juntillas todo lo que eacutel
afirmara
En 1925 existiacutean en Estados Unidos alrededor de 75 maacutequinas Tri-
cho disentildeadas para eliminar los molestos e indeseables vellos en las
mejillas y el labio superior de sentildeoras y sentildeoritas (y quizaacutes de alguacuten
que otro insatisfecho caballero figura 13) Sin embargo al cabo de
unos pocos antildeos se comproboacute que una gran dosis uacutenica de radiacioacuten o
muchas dosis pequentildeas repetidas en largos periacuteodos podiacutean dantildear
seriamente los tejidos sin que el dantildeo se notara de inmediato causan-
do lesiones que saliacutean a la luz meses o antildeos despueacutes Las lesiones se
manifestaban como cambios en la pigmentacioacuten queratosis uacutelceras y
la aparicioacuten de carcinomas que conduciacutean a la muerte
En 1930 el doctor Henry H Hazen publicoacute un artiacuteculo titulado
ldquoDantildeos como Resultado de la Irradiacioacuten en los Salones de Bellezardquo
(American Journal of Roentgenology and Radium Therapy Vol23
No4 409-412 1930) donde aparece escrito lo siguiente ldquoHace alre-
dedor de 5 antildeos cierto nuacutemero de salones de belleza en varias ciuda-
des instalaron maacutequinas Roentgen con el propoacutesito de tratar el vello
superficialhellip (tambieacuten) se aplicaron tratamientos para otras condicio-
neshellip En mi lista hay una paciente que alegaba haber sido tratada por
acneacute y otra por pecasrdquo 14
Figura13 ldquoEl sistema Tricho para eliminar el vello
facial mediante los rayos-X Paciente recibiendo tra-
tamiento en la mejilla Ni dolor ni sensacioacuten de al-
guacuten tipo El meacutetodo infalible usado exitosamente
por 16 antildeos por el Dr Albert C Geyser finado pro-
fesor de Terapeacuteutica Eleacutectrica en la Universidad de
Cornell y refrendado por muchos meacutedicos destaca-
dos No agujas no cera no reactivos Indoloro e
inocuo Garantizado que es permanenterdquo
En su gran mayoriacutea eran mujeres con edades entre 18 y 30 antildeos
Maacutes adelante resume el doctor Hazen
ldquoEn varios congresos han aparecido muchos reportes de dantildeos a la
piel causados por los tratamientos de rayos Roentgen en los salones de
bellezahellip En esta serie de 10 casos no menos de 7 mujeres han recibi-
do serios dantildeoshellip Es de notar que en cada caso aparecioacute una irritacioacuten
a partir de la tercera o cuarta sesioacuten y que no obstante se continuoacute la
aplicacioacuten de los tratamientos No podemos dejar de maravillarnos de
la estupidez de los operadores y de la persistencia e ignorancia de las
viacutectimas Cualquier medida para proteger de su propia tonteriacutea a las
mujeres que buscan mejorar su apariencia es recomendable Es asom-
broso que en muchas comunidades las actas de praacutectica meacutedica inclu-
yan solamente la prescripcioacuten de medicamentos y permitan a cual-
quier fisioterapeuta aplicar sus praacutecticas sin permiso o interferencia
con un total desprecio por los peligros potenciales de su procederrdquo
Lo que resulta auacuten maacutes sorprendente es que situaciones similares
se produzcan en la actualidad no con los rayos X sino otros procedi-
mientos que prometen un maacuteximo de beneficios con un miacutenimo de
incomodidad pero que no curan nada y a la larga pudieran resultar
dantildeinos para el paciente La situacioacuten es mucho peor cuando los prac-
ticantes se ven estimulados por la indiferencia la tolerancia y a veces
el apoyo oficial sumado a criterios de autoridad para intentar acallar
las criacuteticas Una vez introducidos los supuestos tratamientos o tera-
pias son muy difiacuteciles de erradicar A pesar de que el procedimiento
de Tricho podiacutea llegar a causar la muerte reportes de viacutectimas dantildea-
das aparecieron en las revistas meacutedicas hasta unos 15 antildeos despueacutes
bien entrada la deacutecada de los cuarenta
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico iquestQueacute es a fin de cuentas el magnetismo iquestY un campo magnetostaacuteti-
co iquestY la radiacioacuten electromagneacutetica No es posible contestar estas
preguntas en pocas palabras
Ante todo es necesario insistir y dejar bien establecido que una co-
sa son los campos magnetostaacuteticos propios de los imanes permanen-
tes que no variacutean con el tiempo y otra muy diferente la radiacioacuten
electromagneacutetica Sus propiedades difieren enormemente De aquiacute que
en este primer capiacutetulo se comience por los campos magnetostaacuteticos
describiendo el magnetismo mineral el campo magneacutetico terrestre
sus principales propiedades y su relacioacuten con el Sol y otros planetas
Magnetita
Las propiedades magneacuteticas del oacutexido de hierro se conocen desde los
tiempos antiguos La magnetita o piedra imaacuten un oacutexido natural de
foacutermula quiacutemica Fe3O4 tiene la propiedad de atraer los objetos elabo-
rados con hierro metaacutelico o sus aleaciones fenoacutemeno que ya le era
familiar a los antiguos egipcios griegos y romanos No es el uacutenico
oacutexido de hierro que existe pero la hematita -Fe2O3 la maghemita -
Fe2O3 y la wuumlstita FeO no poseen propiedades similares a la magneti-
ta 16
Los primeros yacimientos de magnetita de los que se tiene noticia
se encontraban cerca de Magnesia de Tesalia en Grecia junto a me-
nas de oxido y carbonato de magnesio Aparentemente de ahiacute se deri-
voacute el nombre magnetismo del griego μαγνέσ (magneacutes = imaacuten)
Cuando se frota repetidamente un pedazo de hierro alargado con
una piedra imaacuten este adquiere a su vez la capacidad de atraer deacutebil-
mente otros pedazos de hierro se convierte en un imaacuten permanente
Al igual que los trozos del mineral magnetita los imanes producidos
por frotamiento estaacuten polarizados es decir cada uno de ellos tiene dos
regiones o extremos donde las propiedades magneacuteticas se manifiestan
de forma maacutes intensa Las dos regiones se designaron arbitrariamente
como polo norte (o positivo) y polo sur (o negativo) Es faacutecil compro-
bar que los polos de igual signo se repelen y los de signo opuesto se
atraen
Una propiedad del hierro magnetizado es que cuando se le da una
forma alargada o de aguja y se le permite girar libremente (por ejem-
plo suspendido de una cuerda por su centro o flotando en agua sobre
un corcho) la aguja tenderaacute invariablemente a alinearse en la direccioacuten
aproximada norte-sur y de ahiacute los nombres polo norte para el extremo
que se orienta al norte y polo sur para el contrario Existen evidencias
de que los chinos utilizaban estas bruacutejulas rudimentarias para guiarse
en la navegacioacuten desde hace unos mil antildeos El instrumento se comen-
zoacute a utilizar en occidente unos 300 antildeos despueacutes En la figura 14 se
muestra una bruacutejula moderna
Cuando Cristoacutebal Coloacuten cruzoacute el Atlaacutentico en 1492 en busca de las
Indias notoacute que la aguja de su bruacutejula se desviaba ligeramente de la
direccioacuten norte indicada por las estrellas y que la desviacioacuten cambiaba
a medida que se alejaba del continente Pero no fue hasta unos 100
antildeos despueacutes que el meacutedico de la reina Isabel I de Inglaterra William
Gilbert logroacute explicar la desviacioacuten al considerar que la tierra era un
imaacuten gigantesco con sus polos magneacuteticos situados a cierta distancia
de los polos geograacuteficos Estos uacuteltimos son los puntos de la superficie
del planeta por donde pasa su imaginario eje de rotacioacuten El polo norte
o positivo de la bruacutejula siempre apunta al polo magneacutetico norte no al
geograacutefico ademaacutes la posicioacuten de los polos magneacuteticos no es inalte-
rable variacutea con los antildeos La diferencia entre la direccioacuten que indica la
bruacutejula y la del norte geograacutefico o verdadero se llama declinacioacuten
magneacutetica 17
Figura 14 Una aguja o laacutemina magnetizada que puede
girar libremente como la de la bruacutejula siempre apunta
al polo norte magneacutetico
Los imanes son capaces de atraerse o de repelerse y de atraer al
hierro sin que haya contacto directo entre ellos aunque se encuentren
separados a gran distancia La aguja de la bruacutejula gira a causa del
magnetismo terrestre alineaacutendose en la direccioacuten norte-sur a pesar de
que los polos magneacuteticos de la tierra se encuentran a miles de kiloacuteme-
tros Para explicar la existencia de esta interaccioacuten a distancia sin
contacto directo entre los cuerpos los fiacutesicos introdujeron el concepto
de campo magneacutetico
Se considera que cualquier imaacuten tiene asociado un campo magneacuteti-
co que modifica las propiedades del espacio que lo rodea El campo se
extiende en todas las direcciones y es el medio de interaccioacuten con
otros imanes con el hierro y con cualquier otro cuerpo que se conside-
re Se representa mediante una flecha o vector de longitud proporcio-
nal a su valor o intensidad en cada punto (vector intensidad de cam-
po)
Es usual representar la distribucioacuten del campo magneacutetico alrededor
de cualquier objeto mediante liacuteneas imaginarias las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica Se dibujan de forma tal que son paralelas a la direc-
cioacuten del vector intensidad de campo en cada punto En la figura 15 se
representan las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica de nuestro planeta Alliacute
donde aparecen maacutes unidas seraacute mayor la intensidad del campo
Figura 15 El extremo de la aguja imantada que apunta al
norte magneacutetico se denomina polo positivo o norte del
imaacuten y se designa con el signo (+) mientras que el otro es
el polo negativo o sur y se designa con el signo (-)
Como los polos magneacuteticos de igual signo se repelen y los de dife-
rente signo se atraen el polo magneacutetico terrestre situado al norte resul-
ta ser realmente un polo negativo (o sur) magneacutetico aunque se le de-
nomine ldquopolo magneacutetico norterdquo para diferenciarlo del polo geograacutefico
lo que a veces induce a confusioacuten
19
En la figura 15 es de notar que las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
solo son paralelas a la superficie de la tierra en las regiones cercanas al
ecuador En cualquier otra locacioacuten estaacuten algo desviadas formando un
cierto aacutengulo con la horizontal (lo que no impide que la bruacutejula siga
apuntando al norte) Es faacutecil comprobar el aacutengulo que forman las liacute-
neas con la horizontal utilizando una bruacutejula Una vez que haya sido
orientada hacia el norte en posicioacuten horizontal basta con girarla frac14 de
vuelta alrededor de la direccioacuten paralela a la aguja de manera que
quede perpendicular a su posicioacuten anterior La aguja giraraacute apuntando
hacia la tierra en el hemisferio norte y hacia el cielo en el hemisferio
sur quedando paralela a la liacutenea de induccioacuten y a la direccioacuten real del
campo en ese punto
El aacutengulo que forman las liacuteneas de induccioacuten con la horizontal en
cada punto de la Tierra es la lsquoinclinacioacutenrsquo del campo magneacutetico en ese
punto
Los polos magneacuteticos se encuentran a una distancia considerable
de los polos geograacuteficos Actualmente el polo norte magneacutetico se en-
cuentra cerca de la isla de Bathurst en el norte de Canadaacute a unos 1
600 km del norte geograacutefico el polo sur magneacutetico se encuentra cerca
de la Tierra Adelia de la Antaacutertica a unos 2 600 km del polo sur geo-
graacutefico Los polos magneacuteticos cambian de posicioacuten con el tiempo
fenoacutemeno conocido como deriva polar y se ha dado el caso de que la
deriva polar se invierta es decir que el desplazamiento de los polos
cambie de sentido o retroceda (Figura 16) La ciencia que estudia los
fenoacutemenos magneacuteticos asociados a la Tierra y su atmoacutesfera se conoce
como Geomagnetismo
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento Ademaacutes de desplazarse a lo largo de la historia geoloacutegica la polaridad
de los polos terrestres tambieacuten se ha invertido perioacutedicamente el norte
magneacutetico se ha convertido en sur y viceversa La razoacuten de estas in-
versiones no es conocida sin embargo han quedado registradas visi-
blemente en las rocas de origen iacutegneo que se van creando tanto en la
superficie de la tierra como en los fondos marinos de nueva forma-
cioacuten
En la deacutecada de 1900-1910 B Brunhes en Francia y M Matuyama
en Japoacuten encontraron que las rocas podiacutean catalogarse en dos grandes
grupos de acuerdo con sus propiedades magneacuteticas El primer grupo
correspondiacutea a las rocas de polaridad normal con su magnetizacioacuten
orientada en la misma direccioacuten y sentido del campo magneacutetico de la
Tierra El segundo estaba constituido por las rocas con polaridad in-
versa con la magnetizacioacuten orientada en sentido contrario a la del
campo terrestre Esta particularidad generoacute muchas interrogantes en su
eacutepoca pues la existencia de dos orientaciones magneacuteticas con sentido
contrario pareciacutea algo totalmente arbitrario e inexplicable Los estu-
dios en diversas locaciones geograacuteficas permitieron conocer con exac-
titud cuaacutel era la orientacioacuten del campo magneacutetico de nuestro planeta
en las diferentes eras geoloacutegicas
Figura 16 Deriva del polo magneacutetico norte durante
los uacuteltimos 200 antildeos Con anterioridad a 1831 estaba
maacutes cercano al polo norte y se desplazoacute hacia el sur
21
Hoy dia se sabe que la roca fundida o magma que fluye de los vol-
canes y hendiduras de la corteza terrestre contiene gases disueltos y
partiacuteculas minerales soacutelidas entre ellas partiacuteculas de magnetita La
magnetita pierde sus propiedades magneacuteticas por encima de los 587 oC pero vuelve a recuperarlas cuando la temperatura disminuye por
debajo de ese valor Cuando el magma se enfriacutea y solidifica las partiacute-
culas de magnetita se magnetizan en la misma direccioacuten que el campo
magneacutetico terrestre y su magnetismo queda ldquocongeladordquo en la posi-
cioacuten original Asiacute quedoacute grabada en la roca la ubicacioacuten del campo
magneacutetico de la tierra en el momento que el magma solidificoacute
Durante la 2da Guerra Mundial (1939-1945) las reservas de petroacute-
leo disminuyeron considerablemente a causa de las acciones beacutelicas
Al terminar la guerra se organizoacute una buacutesqueda intensa en las plata-
formas submarinas para tratar de remediar la escasez de combustible
Las compantildeiacuteas de petroacuteleo construyeron buques con equipos especia-
les de perforacioacuten capaces de cargar toneladas de tuberiacuteas y de perfo-
rar a kiloacutemetros de profundidad Los estudios relacionados con la
oceanologiacutea tambieacuten fueron estimulados por esta situacioacuten y los
oceanoacutelogos comenzaron a estudiar en detalle las caracteriacutesticas mag-
neacuteticas del fondo de los oceacuteanos Uno de los equipos utilizados con
este fin fue un tipo de magnetoacutemetro muy sensible desarrollado para
equipar a los aviones que se dedicaban a la guerra antisubmarina
Las experiencias obtenidas de los buques exploradores de petroacuteleo
se aprovecharon para construir el Glomar Challenger un barco de
investigaciones disentildeado especiacuteficamente para los estudios geoloacutegicos
marinos capaz de tomar muestras de roca a gran profundidad Poste-
riormente mediante meacutetodos paleontoloacutegicos y estudios de isoacutetopos
radiactivos se determinoacute la edad de esas rocas y su orientacioacuten relati-
va Se comproboacute que la expulsioacuten del magma durante decenas de mi-
les de antildeos habiacutea dado lugar a las diferentes cadenas montantildeosas que
actualmente existen en el fondo de los oceacuteanos
iquestPor queacute precisamente en el fondo de los oceacuteanos Porque alliacute la
corteza terrestre es maacutes delgada y para salir al exterior el magma ne-
cesita recorrer un camino mucho maacutes corto que por cualquier otra viacutea
(Figura 17)
22
Figura 17 Cordillera del AtlaacutenticoTomado de This
Dynamic Earth US Dept of the InteriorUS Geological
Survey ISBN 0-16-048220-8
En la medida que se fue revelando la distribucioacuten magneacutetica en el
fondo de los oceacuteanos las diferencias entre las rocas con polaridad
directa e inversa expuestas por Brunhes y Matuyama a principios del
siglo XX dejaron de ser arbitrarias y fue tomando forma un cierto
patroacuten de distribucioacuten Cuando la regioacuten analizada llegoacute a ser suficien-
temente extensa se comproboacute que las regiones magneacuteticas en los fon-
dos oceaacutenicos estaban conformadas en bandas similares a las franjas
de una cebra Franjas de rocas con magnetizacioacuten alterna de polaridad
directa e inversa se alternaban a ambos lados de la cresta central del
oceacuteano Atlaacutentico las denominadas bandas magneacuteticas
En el fondo del oceacuteano la corteza nueva se forma continuamente en la
cresta o parte superior de la cordillera (Figura 18) Lejos de la cresta
las rocas son muy viejas y a medida que nos acercamos a la cresta son
cada vez maacutes joacutevenes lo que se comprueba al analizar la cantidad de
sedimentos depositados en el lecho oceaacutenico Sobre las rocas maacutes
viejas descansa una mayor cantidad de sedimentos
Figura 18 Evidencia experimental de la formacioacuten de las
bandas a) La cresta hace 5 millones de antildeos b) Hace 2 millo-
nes de antildeos c) Hoy diacutea Adaptado de This Dynamic Earth US
Dept of the InteriorUS Geological Survey ISBN 0-16-
048220-8
Las rocas maacutes joacutevenes cercanas a la cresta siempre tienen polari-
dad normal coincidiendo con la direccioacuten actual del campo magneacutetico
terrestre Las bandas de rocas maacutes alejadas alternan su polaridad de
normal a inversa y viceversa indicando que el campo magneacutetico de la
tierra ha invertido su polaridad muchas veces a lo largo de millones de
antildeos Los modelos teoacutericos de formacioacuten de rocas en el fondo del
oceacuteano coinciden de forma excelente con los datos experimentales y
en el presente la corteza oceaacutenica se considera una especie de ldquocinta
magneacuteticardquo donde ha quedado registrada la historia del movimiento de
los polos y de las inversiones del campo magneacutetico terrestre durante mi-
llones de antildeos
En los uacuteltimos antildeos mediciones precisas han dado por resultado una
disminucioacuten significativa de la intensidad del campo magneacutetico terrestre
de aproximadamente 10 Se desconoce si este proceso conduciraacute a otra
inversioacuten de la polaridad o no en un futuro no muy lejano
Magnetosfera y viento solar iquestQuieacuten no sabe que el campo magneacutetico terrestre posibilita la orientacioacuten
geograacutefica con la ayuda de la bruacutejula Junto a la estrella polar sirvioacute de
guiacutea a los viajeros durante siglos Hoy diacutea tambieacuten tenemos el Global
Positional System (GPS) que realiza la misma funcioacuten con mucha mayor
precisioacuten apoyaacutendose en un sistema de 24 sateacutelites que circunvalan la
Tierra Lo que no desmerece ni mucho menos la utilidad de la bruacutejula
Pero es mucho menos conocido que el campo magneacutetico terrestre rea-
liza una segunda y mucha maacutes importante funcioacuten Protege nuestro plane-
ta de los excesos de la radiacioacuten solar hasta el punto que se ha estimado
que de no existir el campo magneacutetico la Tierra seriacutea un sitio seco y aacuterido
como Marte el viento solar habriacutea arrastrado al espacio su agua y su
atmoacutesfera desde hace muchiacutesimos antildeos
El viento solar es un flujo de partiacuteculas cargadas (mayormente proto-
nes y electrones de alta velocidad) que inciden continuamente sobre la
Tierra provenientes del Sol Las partiacuteculas logran escapar de la atraccioacuten
gravitatoria solar porque alcanzan gran energiacutea cineacutetica a causa de las
altas temperaturas
De manera similar a como el agua se desviacutea al chocar con la proa de
una embarcacioacuten y la rodea al interaccionar con el campo terrestre las
fuerzas magneacuteticas hacen que el viento solar cambie de rumbo sin modi-
ficar su energiacutea en una regioacuten del espacio llamada el arco de choque Las
partiacuteculas prosiguen su movimiento formando una larga cola alrededor de
la Tierra o girando a su alrededor creando asiacute una especie de cubierta o
envoltura la magnetofunda
Algunas partiacuteculas logran atravesar esa primera barrera magneacutetica pe-
ro son atrapadas maacutes adentro en los denominados cinturones de radia-
cioacuten de Van Allen (Figura 19) Otras logran lsquocolarsersquo finalmente y llegar
hasta la atmoacutesfera a traveacutes de las cuacutespides en los polos norte y sur inter-
accionando con los gases de las capas superiores La interaccioacuten se
25
puede observar a simple vista y es la que da origen a las auroras (boreal y
austral) fenoacutemeno muy comuacuten en las regiones polares pero que rara vez
se manifiesta cerca de los troacutepicos
Figura 19 Magnetosfera terrestre
Un efecto adicional de esta interaccioacuten electromagneacutetica es que
modifica las corrientes eleacutectricas en la ionosfera regioacuten donde se re-
flejan las ondas de radio De aquiacute que cuando la radiacioacuten es intensa
puede perturbar notablemente las comunicaciones y afectar incluso
los instrumentos electroacutenicos maacutes sensibles
Tormenta magneacutetica La tormenta magneacutetica es una perturbacioacuten transitoria global del cam-
po magneacutetico terrestre Consiste en un descenso bien definido de la
intensidad del campo en todo el planeta no mayor de 05 Dura
entre 12 y 24 horas seguido por una recuperacioacuten gradual que persiste
de 1 a 4 diacuteas La disminucioacuten es causada por un campo magneacutetico
sobrepuesto que se suma al campo terrestre en direccioacuten contraria
reduciendo su valor Se genera en la denominada corriente de anillo
en el cinturoacuten exterior de radiacioacuten que circunvala al planeta cuando
es reforzado por los protones procedentes de alguna erupcioacuten solar
violenta La existencia de esta y otras corrientes alrededor de nuestro
planeta ha sido determinada con gran precisioacuten a partir de las medi-
ciones realizadas por sateacutelites (Figura 110)
Figura 110 La corriente de anillo alrededor de la Tierra
En la actualidad es posible monitorear de forma continua la inten-
sidad del campo magneacutetico terrestre el observatorio Kakioka en Ja-
poacuten publica el registro diario en su sitio WEB (httpwwwkakioka-
jmagojpenindexhtml)
La relacioacuten entre las tormentas magneacuteticas y las manchas solares es
bien conocida desde finales del siglo XIX Cuando son visibles gran-
des manchas solares es mucho maacutes probable que aparezca una gran
tormenta magneacutetica El intenso campo magneacutetico asociado a las man-
chas va unido a fulguraciones y eyecciones de sustancia en la corona
solar Es asiacute como se proyectan nubes de plasma hacia el espacio in-
terplanetario en direcciones bien definidas Si una de esas eyecciones
se orienta hacia la Tierra su frente de onda daraacute origen a una tormenta
magneacutetica
El 13 de marzo de 1989 una tormenta severa hizo colapsar las re-
des eleacutectricas en Queacutebec Canadaacute En cuestioacuten de segundos muchos
circuitos de proteccioacuten se desconectaron Seis millones de personas
quedaron sin energiacutea eleacutectrica durante nueve horas con grandes peacuter-
didas econoacutemicas Esta excepcional tormenta magneacutetica produjo auro-
ras boreales a distancias tan lejanas del polo como es el sur de Texas
Fue el resultado de una gran emisioacuten de masa en la corona solar que
tuvo lugar 4 diacuteas antes
iquestSon dantildeinas las tormentas magneacuteticas La exposicioacuten directa a la
radiacioacuten de partiacuteculas de alta energiacutea como las que componen el
viento solar pueden causar enfermedad por radiacioacuten a personas y
animales El mecanismo es el mismo que el que tiene lugar durante las
explosiones o accidentes nucleares las partiacuteculas atraviesan los tejidos
causando dantildeos microscoacutepicos en las ceacutelulas La radiacioacuten puede afec-
tar los cromosomas causar caacutencer o servir de plataforma para otros
problemas de salud Dosis muy grandes son fatales de inmediato
La atmoacutesfera y la magnetosfera proporcionan un nivel adecuado de
proteccioacuten en la superficie terrestre pero los cosmonautas que se en-
cuentran en oacuterbita estaacuten sujetos a dosis potencialmente letales si son
expuestos a la radiacioacuten proveniente de una erupcioacuten solar Este es
otro de los problemas ineludibles que hay que resolver durante los
vuelos espaciales
Existe mucha especulacioacuten sobre si la lluvia de partiacuteculas que ori-
gina las tormentas magneacuteticas puede o no afectar a las personas en la
superficie terrestre pero casi no hay definiciones hasta el momento
Un reporte del antildeo 2000 publicado en el Astronomical amp Astrophysi-
cal Transactions (Vol 19 1) bajo el tiacutetulo ldquoConfirmacioacuten experimen-
tal del efecto bioefectivo de las tormentas magneacuteticasrdquo asienta sus
resultados en un meacutetodo de diagnoacutestico muy cuestionado y calificado
como no cientiacutefico la electropuntura de Voll (ver capiacutetulo 8) Estu-
dios maacutes recientes fundamentados en mediciones de mayor confiabi-
lidad indican una deacutebil relacioacuten estadiacutestica entre las tormentas magneacute-
ticas y la presioacuten arterial Esos estudios auacuten no han sido reproducidos
por otros investigadores por lo que no se pueden considerar como
definitivos
Magnetismo planetario y solar Los cuatro planetas gigantes (Juacutepiter Saturno Urano y Neptuno) po-
seen campos magneacuteticos mucho maacutes intensos que el terrestre El eje
magneacutetico de Saturno parece estar alineado exactamente con su eje
geograacutefico de rotacioacuten mientras que los de Urano y Neptuno estaacuten
inclinados unos 60ordm a partir del eje geograacutefico Venus por el contrario
no es magneacutetico mientras que el pequentildeo Mercurio solo ligeramente
maacutes grande que nuestra luna sorprendioacute a los cientiacuteficos por estar
magnetizado
Marte y la Luna no poseen campo magneacutetico pero presentan en su
superficie grupos de rocas magnetizadas de forma permanente sugi-
riendo que en alguacuten momento siacute lo tuvieron Los grupos de rocas
magnetizadas en Marte observadas por primera vez en la misioacuten es-
pacial del Mars Global Surveyor son especialmente sorprendentes
debido a que parecen formar bandas similares a las que aparecen en la
cordillera del Atlaacutentico
El campo magneacutetico de Juacutepiter es en particular notable Si los
campos de la Tierra y Juacutepiter fueran representados aproximadamente
por barras magneacuteticas en el centro del planeta la de Juacutepiter seriacutea unas
20 000 veces maacutes intensa El eje magneacutetico de Juacutepiter estaacute ligeramente
desviado del eje de rotacioacuten tal como sucede en la Tierra pero mien-
tras Juacutepiter y la Tierra giran en el mismo sentido la polaridad magneacute-
tica de Juacutepiter se encuentra invertida tiene sentido contrario al de la
Tierra
El Sol posee un campo magneacutetico semejante al de la Tierra pero
su magnetismo se manifiesta adicionalmente de otra manera A prin-
cipios de los antildeos 1600 Galileo Galilei y Christopher Scheiner obser-
varon manchas que se moviacutean en el ecuador solar Tardaban 27 diacuteas
en dar una vuelta completa por lo que dedujeron que el Sol giraba El
periacuteodo se incrementaba a 295 diacuteas en las regiones lejanas al ecuador
indicando que la superficie del Sol no era soacutelida Galileo y Scheiner
supusieron que las manchas eran nubes que flotando sobre la superfi-
cie obstruiacutean parcialmente el paso de luz
Ahora se sabe que las regiones de las manchas no son nubes sino que
estaacuten asociadas a intensos campos magneacuteticos Son maacutes oscuras porque
estaacuten algo maacutes friacuteas unos 2000 ordmC por debajo de la temperatura de los
alrededores Se supone que de alguna manera los intensos campos magneacute-
ticos reducen el flujo local de calor y disminuyen la temperatura en esa
regioacuten pero el proceso mediante el cual ocurre la reduccioacuten auacuten se des-
conoce Los astroacutenomos piensan que las corrientes eleacutectricas que fluyen
en el plasma solar y crean esos campos magneacuteticos toman su energiacutea de la
desigual rotacioacuten del Sol maacutes raacutepida en el ecuador
La intensidad de los campos calculada a partir de diversas mediciones
realizadas en la Tierra y en misiones espaciales con instrumentos muy
especializados resulta ser unas 3000 veces mayor que la del campo mag-
neacutetico terrestre A modo de comparacioacuten el valor de la intensidad de
campo de un imaacuten corriente como el de una bocina de audio puede ser
de 100 a 300 veces la del campo terrestre
Las manchas solares presentan muchos rasgos enigmaacuteticos Su
cantidad aumenta y disminuye siguiendo un ciclo algo irregular que
dura unos 11 antildeos (Figura 111) La mayor parte de las veces las man-
chas aparecen por pares con polaridades magneacuteticas opuestas En la
primera mitad de un ciclo la primera mancha que aparece tiene siem-
pre polaridad norte o (+) y la mancha siguiente polaridad sur (-)
pero en el ciclo posterior las polaridades se invierten
Figura 111 Ciclo de repeticioacuten del nuacutemero de man-
chas solares (Tomado de httpwwwistpgsfc
nasagovstargazeMintrohtm)
El campo magneacutetico global del Sol asociado a sus polos norte y
sur tambieacuten invierte su polaridad cada ciclo unos 3 antildeos despueacutes de
cada miacutenimo de manchas Todo lo anterior indica que este ciclo de 11
antildeos de las manchas solares es un fenoacutemeno esencialmente magneacutetico
Existen varias teoriacuteas para intentar explicar este comportamiento pero
ninguna es definitoria
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Esta teoriacutea trata de explicar el origen de los campos magneacuteticos
presentes en muchos astros mediante un modelo simplificado que
imita la realidad Para ello considera un liacutequido conductor de la elec-
tricidad que se encuentra en rotacioacuten Ademaacutes su temperatura no es
homogeacutenea por lo que existen corrientes de conveccioacuten en su seno
similares a las que aparecen en un liacutequido calentado en una cazuela
Las primeras suposiciones acerca del origen del magnetismo terrestre
se sustentaban por el criterio de que la rotacioacuten de la Tierra era la res-
ponsable de la existencia del campo magneacutetico En primera instancia
la idea parece atractiva pues a las partiacuteculas elementales como los
protones y electrones se les asocia cierta rotacioacuten elemental (el mo-
mento angular orbital y el momento angular de spin) y ademaacutes poseen
propiedades magneacuteticas Asiacute por ejemplo PM Blackett ganador del
premio Nobel de 1948 por su trabajo acerca de los rayos coacutesmicos
sugirioacute alguna vez que quizaacutes cualquier objeto en rotacioacuten deberiacutea
tener un campo magneacutetico asociado Sin embargo todos los experi-
mentos realizados con este fin proporcionaron resultados negativos
Posteriormente el descubrimiento de la inversioacuten de la polaridad del
campo magneacutetico ocurrida muchas veces en los uacuteltimos millones de
antildeos (desde luego sin que el sentido de rotacioacuten de la Tierra variacutee)
contradijo enteramente la suposicioacuten de Blackett
Mediante el estudio de las ondas siacutesmicas que se originan durante
los terremotos se ha llegado a conocer que la Tierra posee un nuacutecleo
liacutequido denso de aproximadamente la mitad de su diaacutemetro constitui-
do esencialmente por hierro fundido A su vez ese nuacutecleo liacutequido
posee un nuacutecleo soacutelido auacuten maacutes pequentildeo (Figura 112)
Se supone que el metal fundido estaacute circulando respecto al nuacutecleo
y atraviesa continuamente el campo magneacutetico existente lo que crea-
riacutea corrientes eleacutectricas en el seno del liacutequido Como las corrientes
eleacutectricas generan campos magneacuteticos (ver capiacutetulo 3) de alguna ma-
nera la rotacioacuten creariacutea un campo magneacutetico autosostenido Es decir
el campo generariacutea corrientes que a su vez dariacutean origen al campo que
a su vez engendrariacutea otras corrientes y asiacute sucesivamente La dificul-
tad esencial radica en que hay que demostrar lo anterior basaacutendose
rigurosamente en las leyes de la fiacutesica lo que nadie ha logrado hasta el
momento
El problema es bastante peliagudo porque entre otras cosas la Tie-
rra gira alrededor de un eje imaginario lo que inmediatamente sugiere
que ese eje deberiacutea funcionar como un eje de simetriacutea Sin embargo
ya en 1931 Thomas G Cowling en Inglaterra demostroacute que ninguna
dinamo autosostenida en el centro de la Tierra podiacutea tener un eje de
simetriacutea Auacuten maacutes para resolver el problema de forma incontroverti-
ble seriacutea tambieacuten necesario obtener informacioacuten sobre las fuentes de
calor en el interior del planeta (informacioacuten que no se posee) o al me-
nos hacer suposiciones razonables que conduzcan a una solucioacuten
aceptable 31
Figura 112 El centro de la Tierra Tomado de
httpistpgsfcnasagovearthmagMdynamo2htm
Las fuentes de calor generan movimientos de conveccioacuten en el nuacutecleo
que tambieacuten tendriacutean que formar parte de la solucioacuten del problema
Pero no solo se desconoce doacutende estaacuten las fuentes maacutes intensas de
calor adicionalmente cualquier movimiento de conveccioacuten causado
por el calor estaraacute muy modificado por la rotacioacuten de la Tierra El
efecto seriacutea similar a coacutemo se modifica el movimiento de las masas de
aire en la atmoacutesfera haciendo que huracanes y tormentas se arremoli-
nen en su forma caracteriacutestica
Los intentos teoacutericos realizados hasta el momento solo proporcionan
aproximaciones que no se ajustan a la realidad Los modelos numeacuteri-
cos maacutes recientes buscan soluciones computadorizadas basadas en las
ecuaciones de la magnetohidrodinaacutemica pero para llegar a una solu-
cioacuten vaacutelida se deben resolver sistemas de ecuaciones muy complejos
cuyos paraacutemetros incluso no estaacuten bien determinados Se puede obte-
ner informacioacuten adicional en Demorest Paul Dynamo Theory and
Earths Magnetic Field 21 May 2001
(httpsetiathomeberkeleyedu~pauldetc210BPaperpdf) y tambien
en Fitzpatrick Richard MHD Dynamo Theory 18 May 2002
(httpfarsidephutexaseduteachingplasmalecturesnode69html)
CAPIacuteTULO 2
CAMPO MAGNEacuteTICO
Magnetismo microscoacutepico
Cualquier cuerpo estaacute formado por los pequentildeiacutesimos aacutetomos y estos a
su vez estaacuten constituidos por partiacuteculas mucho maacutes pequentildeas princi-
palmente protones neutrones y electrones aunque no son las uacutenicas
Protones y neutrones se concentran en un nuacutecleo diminuto 10 000 ve-
ces menor que la envoltura donde se encuentran los electrones en mo-
vimiento formando una especie de nube poco definida (figura 21) El
electroacuten es auacuten mucho maacutes pequentildeo tanto que resulta difiacutecil precisar
con exactitud cuaacutento maacutes
Figura 21 A Esquema aproximado de un aacutetomo B Re-
presentacioacuten imaginaria utilizada en algunos caacutelculos y
aproximaciones (modelo planetario)
Aacutetomo significa indivisible en griego La palabra se sigue usando
aunque en realidad los aacutetomos dejaron de ser indivisibles hace mucho
Son muy pequentildeos el aacutetomo maacutes ligero el de hidroacutegeno tiene un diaacute-
metro de aproximadamente 10-10 m (00000000001 m o una diezmillo-
neacutesima de miliacutemetro) Una sola gota de agua contiene maacutes de mil trillo-
nes de aacutetomos Un milloacuten de billones Se expresa por la unidad seguida
de 18 ceros o 1018 En las uacuteltimas deacutecadas la tecnologiacutea moderna ha
permitido fotografiar los aacutetomos e incluso manipularlos uno a uno
(figura 22)
Figura 22 Imaacutegenes de aacutetomos individuales obtenidas me-
diante diversos microscopios de uacuteltima generacioacuten A Aacuteto-
mos ordenados en la superficie de un soacutelido obtenida con un
microscopio electroacutenico de alta resolucioacuten B Aacutetomos indi-
viduales de xenoacuten sobre una superficie de niacutequel ordenados
utilizando un microscopio tuacutenel de barrido para formar las
letras IBM (International Businnes Machines)
Los aacutetomos tienen masa Todos los cuerpos son atraiacutedos hacia la
Tierra y al ser colocados en una balanza tienen peso Cuando los cuer-
pos estaacuten en reposo el peso se expresa por la conocida relacioacuten P =
mg donde m es la suma de las masas de los aacutetomos que lo conforman y
g la aceleracioacuten de la gravedad Los cuerpos tambieacuten poseen propieda-
des eleacutectricas los neutrones en el aacutetomo no tienen carga pero los pro-
tones tienen carga positiva y los electrones negativa En condiciones
normales los cuerpos son eleacutectricamente neutros pues sus aacutetomos po-
seen igual cantidad de protones y electrones Pero si por alguna razoacuten
un cuerpo adquiere electrones en exceso se cargaraacute negativamente Por
el contrario si tiene un defecto de electrones entonces predominaraacute la
carga positiva de los protones y el cuerpo tendraacute una carga positiva La
experiencia nos dice que los cuerpos cargados que poseen igual carga
se repelen y los de carga diferente se atraen
Finalmente ademaacutes de poseer extensioacuten masa y propiedades eleacutec-
tricas las sustancias tambieacuten poseen propiedades magneacuteticas Cada
electroacuten atesora un magnetismo intriacutenseco o momento magneacutetico cuyo
valor se representa por el momento magneacutetico de spin (μs) y se com-
porta como un imaacuten en miniatura Protones y neutrones tambieacuten poseen
un magnetismo intriacutenseco pero menos intenso que el de los electrones
Cuando los electrones pasan a formar parte de un aacutetomo especiacutefico
pueden o no comunicarle propiedades magneacuteticas en dependencia de su
cantidad y su pareamiento La razoacuten es que tienden a ubicarse en la
envoltura atoacutemica por pares con la polaridad opuesta anulando mu-
tuamente su magnetismo de la misma forma que dos imanes largos y
estrechos tienden a cancelarlo al pegarse por sus polos opuestos Si
todos los electrones estaacuten pareados el magnetismo total se cancelaraacute
Una contribucioacuten adicional de los electrones al magnetismo atoacutemico
resulta del momento magneacutetico orbital (μL) originado por la interac-
cioacuten de los electrones con el nuacutecleo atoacutemico (figura 23) El momento
magneacutetico atoacutemico (a) recoge las contribuciones de los momentos
magneacuteticos orbitales y de spin de todos los electrones del aacutetomo
Figura 23 Representacioacuten claacutesica del
momento magneacutetico de spin μs y el
momento magneacutetico orbital μL asocia-
dos a un electroacuten
Cuando la suma de las contribuciones de todos los electrones se anu-
la se obtiene un aacutetomo diamagneacutetico (μa = 0) que esencialmente no
posee propiedades magneacuteticas intriacutensecas aunque puede ser repelido
deacutebilmente por un campo magneacutetico externo como se veraacute en la sec-
cioacuten siguiente Las sustancias formadas por aacutetomos de este tipo son
sustancias o materiales diamagneacuteticos
En los aacutetomos paramagneacuteticos la suma de contribuciones produce un
momento magneacutetico no nulo (μa ne 0) y cada aacutetomo se comporta como
un imaacuten microscoacutepico Cuando esos aacutetomos se unen dan origen a los
materiales paramagneacuteticos
35
En adicioacuten existen aacutetomos paramagneacuteticos un tanto especiales que
se organizan de forma espontaacutenea para formar soacutelidos con propiedades
magneacuteticas mucho maacutes intensas que los paramagneacuteticos convenciona-
les estos soacutelidos se denominan ferromagneacuteticos y se describen en las
secciones siguientes
Diamagnetismo
Son diamagneacuteticos algunos metales como el cobre y el bismuto los
gases inertes como el helio el argoacuten y el neoacuten el hidroacutegeno molecular
la sal de mesa el agua y muchos otros compuestos orgaacutenicos e inorgaacute-
nicos Sin embargo a pesar de que el momento magneacutetico de los aacuteto-
mos de las sustancias diamagneacuteticas es nulo estas sustancias son capa-
ces de interaccionar con los campos magneacuteticos externos por la razoacuten
siguiente
Cuando un campo magneacutetico externo actuacutea sobre un material dia-
magneacutetico en los aacutetomos que lo componen aparecen dipolos magneacuteti-
cos inducidos similares a pequentildeos imanes pero de sentido contrario al
del campo externo aplicado Surgen fuerzas de repulsioacuten muy deacutebiles y
la sustancia diamagneacutetica es repelida hacia la regioacuten donde el campo
magneacutetico es menos intenso Esta propiedad es independiente de si el
campo externo tiene polaridad norte o polaridad sur
La interaccioacuten diamagneacutetica es muy pequentildea Solo es detectable
cuando se aplican campos magneacuteticos muy intensos y no es necesario
tomarla en cuenta en aplicaciones de intereacutes praacutectico cuando hay pre-
sentes efectos magneacuteticos adicionales como los paramagneacuteticos o fe-
rromagneacuteticos
Paramagnetismo
Son paramagneacuteticos algunos gases como el nitroacutegeno y oxiacutegeno mole-
culares metales como el aluminio el wolframio y el platino y muchas
sales y otros compuestos Al acercarse una sustancia paramagneacutetica a
un campo magneacutetico cada aacutetomo interacciona por separado con el
campo y su momento magneacutetico tiende a orientarse en la direccioacuten del
campo externo o se orienta realmente si la sustancia es un gas o un
liacutequido poco viscoso Conjuntamente surgen fuerzas de atraccioacuten tal y
como ocurre con los polos opuestos de dos imanes convencionales y la
sustancia es atraiacuteda deacutebilmente como un todo hacia la regioacuten donde el
campo es maacutes intenso (hacia donde estaacuten maacutes unidas las liacuteneas de in-
duccioacuten magneacutetica)
En la figura 24 una barra imantada ilustra lo dicho anteriormente
Las liacuteneas de induccioacuten salen de un extremo y se curvan para llegar al
otro formando rizos o bucles cerrados con una parte dentro del imaacuten y
la otra fuera El campo magneacutetico es maacutes intenso en los extremos de la
barra donde las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica estaacuten maacutes unidas en los
costados donde estaacuten separadas el campo magneacutetico es maacutes deacutebil
Figura 24 Las sustancias paramagneacuteticas son atraiacutedas
hacia donde el campo es maacutes intenso (liacuteneas de induccioacuten
magneacutetica maacutes unidas) Las diamagneacuteticas son repelidas
Este comportamiento no depende de si el polo es norte o
sur
Magnetismo macroscoacutepico No es posible separar los polos magneacuteticos Cualquier intento de dividir
un imaacuten permanente da origen a otros imanes con sus correspondientes
polos positivo y negativo aunque la divisioacuten se repita hasta alcanzar un
tamantildeo microscoacutepico y llegar al nivel atoacutemico (figura 25) Significa
que no existe una carga o monopolo magneacutetico anaacutelogo a la carga eleacutec-
trica que seraacute analizada en el capiacutetulo siguiente
La intensidad del campo magneacutetico en el vaciacuteo se designa usual-
mente por H o por la induccioacuten magneacutetica B Cuando se designa por
37
H su magnitud en el Sistema Internacional de Unidades se mide en
amperemetro (Am) Cuando se designa por B se mide en tesla (T) En
otros sistemas de unidades ya en desuso se utilizaban el Oersted (Oe)
y el Gauss (G) con ese fin Maacutes detalles sobre el Sistema Internacional
de Unidades aparecen en el apeacutendice al final del capiacutetulo
Figura 25 Dipolo magneacutetico
En el vaciacuteo B y H se relacionan por la expresioacuten B = oH donde o
es una constante denominada permeabilidad del vaciacuteo En cualquier
otro medio B y H se relacionan seguacuten B = o(H + M) donde H es el
campo externo al medio y M la magnetizacioacuten originada por la contri-
bucioacuten de los momentos magneacuteticos internos de la sustancia en cues-
tioacuten
Otros paraacutemetros magneacuteticos son la permeabilidad relativa r y la
susceptibilidad magneacutetica m relacionada con r por la expresioacuten m =
r ndash1 Para los paramagneacuteticos m es positiva mientras que para los
diamagneacuteticos es negativa En la tabla 21 aparecen los valores de algu-
nas sustancias Los valores negativos indican que tanto el cobre como
el agua son diamagneacuteticos
TABLA 21
Susceptibilidad magneacutetica de algunas sustancias
Sustancia m (adimensional)
Cobre - 098 x 10-5
Magnesio 12 x 10-5
Oxiacutegeno (1 atm) 1935 x 10-8
Agua - 056 x 10-6
38
Las ceacutelulas y los tejidos no obstruyen apreciablemente el paso del
campo magneacutetico De ahiacute que cuando se aplica uno de estos campos a
una planta animal o persona aunque sea de muy baja intensidad siem-
pre podraacute interactuar en mayor o menor grado con todas las moleacuteculas
aacutetomos e iones del sujeto en cuestioacuten La interaccioacuten seraacute mucho menos
importante con los aacutetomos e iones diamagneacuteticos que con los paramag-
neacuteticos y por regla general esta uacuteltima es la interaccioacuten que se debe
considerar junto a la ferromagneacutetica Las cargas en movimiento dentro
del organismo que crean corrientes eleacutectricas de intensidad detectable
tambieacuten pueden interaccionar con los campos magneacuteticos Si los cam-
pos magneacuteticos son muy intensos su interaccioacuten con las ceacutelulas y los
tejidos puede causar perjuicios en el organismo como se veraacute maacutes ade-
lante
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Mediante la magnetizacioacuten y desmagnetizacioacuten sucesiva de sustancias
paramagneacuteticas se han obtenido las temperaturas maacutes lsquofriacuteasrsquo posibles
Desarrollado por primera vez en 1937 por el quiacutemico William Giauque
el meacutetodo utiliza un campo externo para alinear los momentos magneacuteti-
cos de los aacutetomos de la sustancia utilizada para enfriar usualmente una
sal paramagneacutetica en disolucioacuten La disolucioacuten se sumerge en un bantildeo
de helio liacutequido (- 2689 degC) que la enfriacutea y a la vez sirve de conduc-
tor del calor
La sal logra enfriarse conjuntamente con sus alrededores porque pa-
ra lograr alinearse cuando se aplica un campo externo los momentos
magneacuteticos de los aacutetomos que la componen necesitan ceder calor El
helio liacutequido traslada ese calor al exterior Cuando se eliminan a la vez
la conduccioacuten del calor (aislando el sistema) y el campo magneacutetico
externo los momentos magneacuteticos adoptan nuevamente una orientacioacuten
desordenada absorben calor y reducen la temperatura de la sal y sus
alrededores El proceso se repite ciacuteclicamente para lograr la mayor dis-
minucioacuten posible de la temperatura
Con este proceso se han alcanzado temperaturas muy cercanas al ce-
ro de la escala absoluta de Kelvin (hasta 0002 K) La temperatura del
hielo fundente (cero grados de la escala Celsius) equivale a 27315 K
El cero de la escala Kelvin se conoce como cero absoluto
De seguro el lector ya se habraacute preguntado iquestpor queacute algunas sustan-
cias tienen un magnetismo mucho maacutes fuerte que las demaacutes iquestPor queacute
algunas se magnetizan permanentemente formando imanes y otras no
La respuesta estaacute en que como se dijo antes dentro de las sustancias
formadas por aacutetomos paramagneacuteticos existe un grupo especial que tiene
propiedades magneacuteticas muy acentuadas las sustancias ferromagneacuteti-
cas
Ferromagnetismo
Ciertos soacutelidos metaacutelicos como el hierro el niacutequel el cobalto y muchas
de sus aleaciones son ferromagneacuteticos Estos materiales son atraiacutedos
fuertemente por el imaacuten con una intensidad miles de veces mayor que
los materiales paramagneacuteticos Algunos de ellos tienen la propiedad de
que pueden ser magnetizados permanentemente mediante un proceso
conocido por magnetizacioacuten teacutecnica que consiste en someter el mate-
rial a la accioacuten de un campo magneacutetico externo de gran intensidad
generado por un electroimaacuten (ver figura 211)
En adicioacuten a los metales y aleaciones tambieacuten existen oacutexidos y ce-
raacutemicas que poseen propiedades magneacuteticas notables La magnetita
Fe3O4 es una de estas sustancias asiacute como otros oacutexidos sinteacuteticos de
parecida estructura cristalina donde parte de los aacutetomos de hierro se
sustituyen con manganeso niacutequel cobalto zinc litio o sus mezclas
Los oacutexidos poseen un magnetismo un tanto diferente al anterior desde
el punto de vista microscoacutepico y se les llama ferrimagneacuteticos aunque
no existen diferencias esenciales en su comportamiento macroscoacutepico
La mayor diferencia es que los metales y aleaciones son buenos con-
ductores de la electricidad pero los ferrimagneacuteticos la conducen muy
mal son aislantes de la corriente eleacutectrica Sus propiedades magneacuteticas
aunque intensas no llegan a ser tan notables como en los ferromagneacuteti-
cos pero por otra parte su alta resistividad las hace insustituibles en
muchas aplicaciones Por ejemplo en dispositivos para radio y televi-
sioacuten donde los metales ferromagneacuteticos dan origen a grandes peacuterdidas
de energiacutea por disipacioacuten de calor
La intensa actividad magneacutetica de los materiales ferro y ferrimagneacute-
ticos se debe a que los aacutetomos de estas sustancias interaccionan espon-
taacuteneamente unos con otros Esa interaccioacuten hace que sus momentos
magneacuteticos se ordenen en conglomerados de tamantildeo microscoacutepico
llamados dominios magneacuteticos Todos los momentos magneacuteticos atoacute-
micos dentro de un determinado dominio apuntan en la misma
40
direccioacuten por lo que cada dominio se comporta como un dipolo magneacute-
tico de intensidad miles de veces mayor que la de un solo momento
magneacutetico de valor a
Es posible caracterizar el efecto magneacutetico mediante la magnetiza-
cioacuten M nuacutemero de momentos magneacuteticos atoacutemicos por unidad de vo-
lumen en el material considerado Si se utiliza el siacutembolo para indicar
la suma de todos los momentos magneacuteticos atoacutemicos a
en un volumen
V determinado entonces a
V
M La pequentildea flecha sobre μa indica
que al sumar hay que tomar en cuenta las diferentes direcciones hacia
donde estaacuten orientados los momentos magneacuteticos (son magnitudes vec-
toriales a diferencia de las escalares como la masa o la temperatura
que simplemente se suman) En el Sistema Internacional de Unidades
M se mide en las mismas unidades de H amperemetro (Am)
Dentro de cada dominio donde todos los momentos magneacuteticos
atoacutemicos estaacuten orientados en la misma direccioacuten M tiene el mayor
valor posible que puede alcanzar M = Ms (magnetizacioacuten de satura-
cioacuten) Sin embargo no todos los dominios magneacuteticos del material
estaacuten orientados en la misma direccioacuten A causa de la agitacioacuten teacutermica
siempre presente cada dominio estaraacute orientado en una direccioacuten dife-
rente a la de los restantes (figura 26) Si se considera el volumen de
todo el material y se suman los momentos magneacuteticos de todos los do-
minios microscoacutepicos aquellos orientados en sentido contrario se can-
celaraacuten El efecto que se obtiene al nivel macroscoacutepico es el de un ma-
terial sin magnetizacioacuten (M = 0)
En resumen en un material ferromagneacutetico no magnetizado previa-
mente dentro de cada dominio microscoacutepico la magnetizacioacuten tiene un
valor Ms pero en el promedio macroscoacutepico para todo el material M =
0
Para orientar todos los dominios en una misma direccioacuten es necesa-
rio aplicar un campo externo H asiacute es posible lograr que las fronteras
entre los dominios (las paredes de dominio) se desplacen de sus posi-
ciones de equilibrio Mediante ese mecanismo los dominios orientados
en la direccioacuten favorable paralela a H aumentan de tamantildeo a costa de
los dominios vecinos Aparece entonces una magnetizacioacuten macroscoacute-
pica resultante M ne 0 en la direccioacuten del campo aplicado y una fuerza F
de atraccioacuten notable sobre el material dirigida hacia el origen del cam-
po externo (figura 26) Si H es bastante intenso llega un momento en
que todos los momentos magneacuteticos apuntan en la misma direccioacuten y el
material queda totalmente magnetizado (o saturado) en lo macroscoacutepi-
co
Figura 26 Aplicacioacuten de un campo externo H sobre un
material ferromagneacutetico Aparece una fuerza F de
atraccioacuten hacia el origen del campo Si hay condiciones
adecuadas al retirar el campo externo el material queda
magnetizado en forma permanente
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Seguacuten su comportamiento en presencia del campo externo H los mate-
riales ferro y ferrimagneacuteticos tanto metaacutelicos como ceraacutemicos se divi-
den en duros y blandos En los materiales lsquodurosrsquo es necesario aplicar
un campo intenso para magnetizar el material Estos materiales se usan
para construir imanes artificiales pues son capaces de retener una parte
importante de la magnetizacioacuten despueacutes de que se retira el campo apli-
cado En los materiales lsquoblandosrsquo el campo necesario para magnetizar
el material es muy pequentildeo De aquiacute que estos materiales se utilicen
para fabricar dispositivos eleacutectricos y electroacutenicos que van a ser some-
tidos a un reacutegimen de campo variable (transformadores inductores y
nuacutecleos de electroimanes) donde la retencioacuten de la magnetizacioacuten o
remanencia es indeseable
Tanto los materiales duros como los blandos presentan el fenoacutemeno
de histeacuteresis que consiste en el retraso de la magnetizacioacuten M respecto
al campo aplicado H Si se grafican los diferentes valores que M va
tomando cuando H primero aumenta y despueacutes disminuye hasta inver-
tir su sentido se obtiene una curva cerrada caracteriacutestica llamada lazo
de histeacuteresis (figura 27) En vez de la magnetizacioacuten M tambieacuten es
usual emplear la induccioacuten magneacutetica B = μo (H + M) para caracterizar
el lazo En la figura 27 un valor negativo de H indica que se invirtioacute su
sentido Para H = 0 la magnetizacioacuten no se anula sino que toma el va-
lor Mr = Bro (magnetizacioacuten remanente) Para lograr anular la magne-
tizacioacuten del material es necesario aplicar un campo contrario de inten-
sidad Hc denominado fuerza coercitiva
El aacuterea encerrada por el lazo de histeacuteresis es proporcional a la ener-
giacutea que hay que gastar para magnetizar el material En un nuacutecleo some-
tido a una corriente alterna de alta frecuencia como ocurre en los cir-
cuitos de radio y TV el campo magneacutetico se invierte continuamente
miles o millones de veces por segundo si el aacuterea del lazo no es muy
pequentildea las peacuterdidas de energiacutea seraacuten prohibitivas Por el contrario un
material disentildeado para aplicarse como imaacuten permanente usualmente
requiere de un lazo de histeacuteresis con la mayor aacuterea posible pues una
cifra de meacuterito para esta aplicacioacuten es el maacuteximo valor del producto BH
en el cuadrante superior izquierdo del lazo de histeacuteresis (fig 27)
El producto (BH)maacutex mide la energiacutea magneacutetica almacenada en el
imaacuten a mayor energiacutea mayor poder de atraccioacuten para un mismo volu-
men de material magneacutetico Un gran (BH)maacutex requiere a su vez grandes
valores de Mr y Hc Mientras mayores sean Mr y Hc tambieacuten lo seraacute el
aacuterea encerrada por el lazo
En la tabla 22 aparece la permeabilidad de algunas aleaciones y
compuestos ceraacutemicos ferro y ferrimagneacuteticos blandos Los valores son
miles de veces superiores a los de las sustancias paramagneacuteticas En la
tabla 23 se muestran algunos valores tiacutepicos de la fuerza coercitiva Hc
en kiloamperemetro (kAm) y la remanencia Mr en tesla (T) pertene-
cientes a aleaciones y compuestos utilizados en la fabricacioacuten de ima-
nes permanentes Tambieacuten aparece el producto (BH)maacutex en
43
kilojoulemetro cuacutebico (kJm3) 1 kJ = 103 J Las propiedades de las
diferentes aleaciones que se muestran en las tablas pueden variar nota-
blemente de uno a otro fabricante
Figura 27 Lazo de histeacuteresis induccioacuten magneacutetica B en
funcioacuten de la intensidad de campo aplicada H Br es la
induccioacuten remanente y Hc la fuerza coercitiva La curva
punteada es la curva virgen de magnetizacioacuten o curva de
induccioacuten normal soacutelo se obtiene cuando el material se
magnetiza por primera vez
TABLA 22 Propiedades magneacuteticas de materiales blandos
Material maacutexima
Ferrita de Ni 2 500
Fe 5 500
Fe 96 ndash Si 4 8 000
Ferrita de Mn 10 000
Fe 55 ndash Ni 45 50 000
44
Tabla 23 Propiedades de histeacuteresis de algunos materiales para
imanes permanentes
Material Hc(kAm) Mr(T) (BH)maacutex (kJm3)
Ferrita de estroncio 100-300 02-04 10-40
Alnico 275 06-14 10-88
SmCo5 600-2000 08-11 120-200
Nd2Fe14B 750-2000 10-14 200-440
Temperatura de Curie
Cuando los materiales ferro y ferrimagneacuteticos se calientan y su tempe-
ratura aumenta Ms disminuye a causa de la agitacioacuten teacutermica y las pro-
piedades magneacuteticas se reducen Por encima de cierta temperatura co-
nocida como temperatura o punto de Curie la estructura de dominios
desaparece y Ms se hace igual a cero Esta temperatura caracteriacutestica
de cada material se llama asiacute en honor del fiacutesico franceacutes Pierre Curie
que descubrioacute el fenoacutemeno en 1895 El punto de Curie del hierro metaacute-
lico es de unos 770 C En los ferrimagneacuteticos esta temperatura se de-
nomina temperatura de Neacuteel por el trabajo destacado de Louis Eugegravene
Neacuteel sobre las propiedades magneacuteticas de los soacutelidos
Si el material se enfriacutea nuevamente tras alcanzar la temperatura de
Curie recupera espontaacuteneamente la estructura microscoacutepica de domi-
nios pero queda totalmente desmagnetizado en lo macroscoacutepico Para
que recupere las propiedades magneacuteticas anteriores es necesario volver
a aplicar el proceso de magnetizacioacuten teacutecnica
Magnetismo en los organismos vivos
Existen microorganismos y animales superiores que han lsquoaprendidorsquo a
utilizar el magnetismo terrestre a su conveniencia Algunos prefieren
llamar al estudio de estos temas magnetobiologiacutea otros los denominan
45
biomagnetismo Se ha encontrado magnetita formando parte del orga-
nismo de diversos animales bacterias anguilas palomas y delfines
entre otros Se presume que estos animales utilizan el campo magneacutetico
de la tierra como una especie de bruacutejula interna que les sirve de orienta-
cioacuten para desplazarse en su medio ambiente aunque esto auacuten no ha sido
comprobado en la mayoriacutea de los casos
Un organismo donde se ha comprobado sin lugar a dudas la capaci-
dad de orientarse en la direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
es el Aquaspirillum magnetotacticum o bacteria magnetotaacutectica descu-
bierta en 1975 por Richard P Blakemore Este investigador encontroacute
que algunas de las bacterias que eacutel observaba al microscopio siempre se
moviacutean hacia el mismo lado del portamuestras cuando acercaba un
imaacuten y comproboacute que invariablemente se dirigiacutean hacia el polo norte
Las bacterias muertas tambieacuten se alineaban paralelas a las liacuteneas de
induccioacuten del campo magneacutetico pero desde luego no se trasladaban al
igual que las vivas
Estas bacterias son capaces de orientarse y viajar a lo largo de las liacute-
neas de induccioacuten porque producen pequentildeas partiacuteculas o magnetoso-
mas compuestos esencialmente de magnetita cada partiacutecula es un pe-
quentildeo imaacuten permanente con sus polos norte y sur Las bacterias se las
arreglan para ordenar estos pequentildeos imanes en una liacutenea y asiacute cons-
truir un imaacuten mucho maacutes largo y potente Utilizan ese imaacuten compuesto
para alinearse a lo largo de las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacuteti-
co de la tierra
En la figura 28 se muestra una bacteria magnetotaacutectica con las hile-
ras de magnetosomas en su interior La seccioacuten ampliada muestra una
de las hileras Las manchas difusas inferiores de mucho mayor tamantildeo
son graacutenulos de azufre
Figura 28 Bacterias magnetotaacutecticas y magnetosomas
Tomado de Magnetite in Freshwater Magnetic Bacteria
Science 203 1355-1357 (1979)
46
iquestPara queacute necesitan una bruacutejula estos microorganismos Estas bac-
terias prefieren vivir lejos de las aacutereas oxigenadas en regiones donde
hay poco o ninguacuten oxiacutegeno son anaeroacutebicas En un medio acuoso el
nivel de oxiacutegeno decrece a medida que se avanza en profundidad y las
bacterias magnetotaacutecticas utilizan sus bruacutejulas internas para conocer
doacutende se encuentra lo maacutes profundo
Las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica son paralelas a la superficie de la
tierra solo en el ecuador en la medida que nos alejamos de alliacute las
liacuteneas de induccioacuten se inclinan hacia la tierra hasta llegar a ser perpen-
diculares en los polos En el hemisferio sur salen de la tierra formando
un aacutengulo y en el hemisferio norte entran en la tierra de manera que
las bacterias que viven en el hemisferio norte al orientarse hacia el
norte van efectivamente hacia lo maacutes profundo Y como era de espe-
rar se comproboacute que las bacterias del hemisferio sur en vez de seguir
el norte se orientan al sur En el ecuador se encuentra una mezcla de
bacterias tipo lsquonortersquo y tipo lsquosurrsquo En experimentos realizados en el
laboratorio la inversioacuten artificial de los campos norte y sur llevoacute a una
inversioacuten de la polaridad de las bacterias en un teacutermino de 8 semanas
Otros ejemplos
Se ha descubierto que las abejas poseen material magneacutetico en la parte
anterior del abdomen el magnetismo parece desarrollarse en el estado
de crisaacutelida y persiste luego en los adultos Tambieacuten existe material
magneacutetico en la anguila particularmente en los huesos del craacuteneo de la
columna vertebral y la faja pectoral En la cabeza y el cuello de las
palomas mensajeras se ha encontrado material ferromagneacutetico en es-
tructuras visibles a simple vista (05 - 2 mm) entre la membrana que
cubre el sistema nervioso central (duramadre) y el craacuteneo Cuando el
material se observa al microscopio electroacutenico aparece una sustancia
opaca de aproximadamente 01 microacutemetros de espesor constituida por
cristales negros de magnetita Tambieacuten se ha encontrado magnetita en
mamiacuteferos especialmente en el delfiacuten comuacuten del Paciacutefico (Delphinus
delphis) aunque esta sustancia magneacutetica se ha localizado en muchas
partes de la cabeza la regioacuten de mayor concentracioacuten se encuentra unos
2 cm detraacutes de la cresta formada por la sutura de las partes occipitales
parietales y frontales en la parte izquierda de la hoz cerebral entre el
craacuteneo y la duramadre
47
Los tiburones poseen un complejo sistema de deteccioacuten electromag-
neacutetico disperso en su cabeza (aacutempulas electrorreceptoras de Lorenzini)
Las aacutempulas estaacuten unidas por canales conductores gelatinosos Cuando
el tiburoacuten avanza con una cierta velocidad va atravesando las compo-
nentes horizontales del campo magneacutetico terrestre Esto crea una dife-
rencia de potencial eleacutectrico en las aacutempulas Como la piel del tiburoacuten
tiene una resistividad muy alta no aparece una diferencia de potencial
detectable entre la superficie ventral y dorsal del animal Sin embargo
la alta conductividad de los canales siacute ocasiona una diferencia de poten-
cial notable en las aacutempulas (A Kalmijn IEEE Trans Magn 17 1113
1981) El umbral de deteccioacuten del campo eleacutectrico por las aacutempulas se
considera cercano a los 2 μVm (iexcleste es el valor del campo que se ob-
tendriacutea con una bateriacutea corriente si los bornes estuvieran separados a
750 km) Una sensibilidad tan extraordinaria sugiere que la magneto-
rrecepcioacuten mediante la induccioacuten magneacutetica es perfectamente posible
Es decir el tiburoacuten utilizariacutea la deteccioacuten del voltaje inducido para de-
terminar su posicioacuten relativa a las liacuteneas de induccioacuten del campo mag-
neacutetico terrestre
Cada antildeo miles de ballenas y delfines quedan varados vivos o
muertos en las playas de todo el mundo Lo mismo puede encallar un
solo animal que toda una manada Algunos de estos animales son viejos
y enfermos pero tambieacuten hay muchos joacutevenes y fuertes A pesar de que
los encallamientos ocurren con frecuencia no siempre se ha podido
encontrar una explicacioacuten razonable de este comportamiento Algunos
de estos sucesos son faacuteciles de explicar los animales mueren en el mar
y las corrientes los llevan hasta la playa Pero cuando los animales que
quedan varados estaacuten vivos es mucho maacutes difiacutecil encontrar una explica-
cioacuten Una de las muchas teoriacuteas que existen es que el encallamiento
ocurre donde las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico terrestre
cruzan la liacutenea de la costa razoacuten por la cual los animales pierden su
orientacioacuten
Se han llevado a cabo gran cantidad de experimentos para verificar
el sentido de orientacioacuten magneacutetica de muchos animales sometieacutendolos
a la accioacuten de campos magneacuteticos y estudiando su comportamiento bajo
diferentes condiciones los experimentos preferidos son con palomas
mensajeras aunque tambieacuten se experimenta con insectos peces hellip y
hasta con personas Algunos experimentos proporcionan evidencia a
favor de un sistema de orientacioacuten fundamentado en el campo magneacuteti-
co de la tierra otros no
Figura 29 Orientacioacuten magneacutetica Posible explicacioacuten
del por queacute tantas ballenas y delfines quedan embarran-
cados en las playas (ver texto)
No obstante a pesar de los muacuteltiples experimentos auacuten no se ha po-
dido idear un posible mecanismo que explique coacutemo se logra la orien-
tacioacuten En las bacterias magnetotaacutecticas el mecanismo de orientacioacuten es
muy simple funciona incluso con la bacteria muerta En un organismo
maacutes complejo debiera existir alguna conexioacuten de la sustancia magneacutetica
con el sistema nervioso para poder explicar la conducta de orientacioacuten
observada pero tal conexioacuten auacuten no se ha encontrado Como conse-
cuencia aunque no es difiacutecil encontrar escritos que dan por sentado que
muchas aves se guiacutean en sus migraciones por una combinacioacuten visual y
magneacutetica muchos biofiacutesicos no creen que la sensibilidad al campo
magneacutetico de los animales superiores esteacute comprobada y el tema se
encuentra auacuten abierto a la investigacioacuten
Magnetizacioacuten teacutecnica Hasta 1821 solo se conociacutea el campo magneacutetico asociado a los imanes
permanentes En ese antildeo el cientiacutefico daneacutes Hans Christian Oersted
mientras mostraba a sus amigos el flujo de una corriente eleacutectrica en un
alambre notoacute que el paso de la corriente haciacutea que la aguja de una bruacute-
jula cercana se moviera El nuevo fenoacutemeno fue estudiado en detalle
con posterioridad por Andreacute-Marie Ampegravere quien fue el primero en
demostrar que dos alambres conductores paralelos por los que circula
una corriente continua en el mismo sentido se atraen a causa del campo
magneacutetico asociado a la corriente Si los sentidos de la corriente son
opuestos los alambres se repelen
La direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas al
alambre con corriente cumple la regla de la mano derecha si se orienta
el pulgar en el sentido de la corriente los restantes dedos de la mano
indican el sentido de giro de las liacuteneas de induccioacuten alrededor del alam-
bre (figura 210)
Figura 210 Experimento de Oersted La bruacutejula tiende a orientarse parale-
la a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas a la corriente Las liacuteneas
de induccioacuten forman circunferencias conceacutentricas alrededor del alambre en
toda su longitud
Un enrollado de alambre conductor con muchas vueltas en paralelo
actuacutea como un electroimaacuten cuando se le hace pasar una corriente eleacutec-
trica Sus propiedades magneacuteticas son ideacutenticas a las de un imaacuten per-
manente (figura 211) El clavo de hierro en la figura actuacutea como un
nuacutecleo ferromagneacutetico que refuerza notablemente las propiedades del
electroimaacuten por la contribucioacuten de la magnetizacioacuten M del material
Mediante los electroimanes es posible generar campos magneacuteticos
de gran intensidad Aplicando esos campos a una sustancia ferromagneacute-
tica ldquodurardquo es posible fabricar imanes permanentes artificiales
La tecnologiacutea de construccioacuten de los imanes artificiales ya tiene maacutes
de 100 antildeos y ha posibilitado obtener imanes cada vez maacutes pequentildeos
con campos magneacuteticos cada vez maacutes intensos Los imanes sinteacuteticos
actuales poseen muchiacutesima maacutes energiacutea y poder de atraccioacuten que la
magnetita natural (figura 212)
Figura 211 A Electroimaacuten de construccioacuten casera con un
nuacutecleo de hierro (clavo) B Electroimaacuten industrial de gran
potencia
Figura 212 Efectos sorprendentes obtenidos con superimanes sinteacuteticos mo-
dernos de neodimio-hierro-boro
Grabacioacuten magneacutetica La singular propiedad que poseen los materiales duros de conservar la
magnetizacioacuten permite utilizarlos como elementos de memoria o alma-
cenamiento de datos El primer instrumento de registro y lectura mag-
neacutetica el telegraacutefono fue inventado en 1898 por el ingeniero daneacutes
Valdemar Poulsen Como sistema grabador utilizaba una cinta de acero
y un pequentildeo electroimaacuten o cabezal en forma de herradura Mediante
un circuito eleacutectrico lograba convertir las sentildeales sonoras en impulsos
magneacuteticos Los impulsos orientaban en forma codificada los dominios
magneacuteticos de la cinta mientras se deslizaba sobre los polos del electro-
imaacuten movida por un sistema mecaacutenico auxiliar Posteriormente se
podiacutea reproducir el sonido haciendo pasar la cinta sobre los polos de
otro electroimaacuten que haciacutea las veces de lector o reproductor La cinta
en movimiento previamente magnetizada induciacutea en la bobina del
electroimaacuten una pequentildea diferencia de potencial eleacutectrico Esa sentildeal
podiacutea ser amplificada y convertida de nuevo en sonido mediante otro
circuito electroacutenico que decodifica la grabacioacuten magneacutetica
Uno de los soportes que llegoacute a ser muy popular para grabar cintas
de audio y video ya obsoleto fue el casete compacto con cinta de dos o
cuatro pistas Estas cintas se construiacutean utilizando alguacuten material mag-
neacutetico finamente pulverizado (usualmente oacutexidos de hierro o cromo)
disperso en un material plaacutestico suficientemente flexible y resistente El
cabezal de grabacioacuten era un electroimaacuten muy pequentildeo de varios miliacute-
metros de longitud y con los polos muy proacuteximos separados solamente
por fracciones de miliacutemetro Para lsquoborrarrsquo la cinta se haciacutea pasar una
corriente alterna por el electroimaacuten El campo variable que genera esta
corriente desordena totalmente los dominios magneacuteticos en la cinta y el
sistema queda listo para grabar nuevamente Sistemas similares de gra-
bacioacuten y lectura magneacutetica se utilizan actualmente en tarjetas de creacutedi-
to de teleacutefonos de identificacioacuten o en boletos y tickets de uso muacuteltiple
del metro y de los autobuses urbanos en algunos paiacuteses
En el denominado disco duro (HDD) de las computadoras la graba-
cioacuten magneacutetica se lleva a cabo sobre una peliacutecula metaacutelica muy delgada
mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco (un pe-
quentildeo electroimaacuten que cambia la orientacioacuten magneacutetica de los domi-
nios magneacuteticos o una magnetorresistencia lectora figura 213)
52
En los primeros disquetes o discos flexibles de 3frac12 pulgadas ya
tambieacuten desplazados por las memorias USB (Universal Serial Bus) la
grabacioacuten se hace sobre micropartiacuteculas de oacutexido magneacutetico dispersas
en un plaacutestico semirriacutegido al igual que en las tarjetas de creacutedito o de
identificacioacuten Si un disquete una cinta o una tarjeta magneacutetica se acer-
can por descuido a un imaacuten permanente o a un electroimaacuten la informa-
cioacuten grabada en forma codificada en los dominios magneacuteticos puede
que se destruya de forma irreversible aunque macroscoacutepicamente el
disquete o la cinta no muestren el menor dantildeo fiacutesico
El campo asociado a las sustancias magneacuteticas puede ser afectado
por factores como la temperatura los campos externos intensos los
choques tensiones vibraciones radiaciones y el tiempo transcurrido
Los primeros imanes sinteacuteticos tendiacutean a desmagnetizarse muy faacutecil-
mente los actuales conservan casi invariables sus propiedades magneacute-
ticas a temperatura ambiente con el paso del tiempo Los imanes mo-
dernos tampoco son afectados sensiblemente por los demaacutes factores
mencionados excepto en casos extremos
Figura 213 Figura 02-13 Disco duro (HDD) Los maacutes re-
cientes poseen 4 o maacutes brazos moacuteviles Tomado de
httpwwwtaringanetpostsinfo2392240Ensamblaje-de-
pchtml
53
Apeacutendice SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Es posible considerar el inicio de lo que hoy se conoce como Sistema
Internacional de Unidades (SI) a partir de la implantacioacuten en Francia
del Sistema Meacutetrico Decimal (SMD) a finales de los 1700 Poco des-
pueacutes de la implantacioacuten del SMD se elaboraron dos patrones de platino
iridio el metro y el kilogramo que fueron registrados de forma oficial
en ese paiacutes a mediados de 1799 (figuras 214 y 215)
El kilogramo patroacuten auacuten se mantiene La definicioacuten del metro se ha
modificado varias veces a lo largo de los antildeos con el fin de disminuir
cada vez maacutes la incertidumbre en las comparaciones con los patrones
secundarios de otros paiacuteses La 17a Conferencia General de la Oficina
Internacional de Pesos y Medidas (BIPM en el idioma original Bureau
International des Poids et Mesures) adoptoacute el acuerdo de que a partir
de 1983 el metro se definiera como la distancia que recorre la luz en el
vaciacuteo durante un intervalo de 1299 792 458 de segundo
Las obligaciones del BIPM incluyen la actualizacioacuten de un sistema
global de unidades para que exista unicidad en la presentacioacuten de los
descubrimientos cientiacuteficos e innovaciones en la industria y en el co-
mercio internacional El Buroacute tambieacuten se encarga de promover la im-
portancia de la metrologiacutea para la ciencia la industria y la sociedad y
de velar por la calidad de los patrones primarios contra los que se com-
paran los patrones secundarios del resto del mundo
Con ese fin colabora con otras agencias internacionales coordina
eventos cientiacuteficos publica informes perioacutedicos proporciona servicios
para la correcta calibracioacuten de instrumentos y patrones realiza activi-
dades cientiacuteficas y teacutecnicas en sus propios laboratorios para beneficio
de los estados miembros y coordina el mejoramiento del Sistema Inter-
nacional de Unidades organizando conferencias generales
El primero de enero de 2015 el BIPM contaba con 55 estados
miembros y 41 asociados a las conferencias Entre los miembros per-
manentes 7 de ellos son latinoamericanos Argentina Brasil Chile
Colombia Meacutexico Uruguay y Venezuela Entre los asociados se en-
cuentran otros 7 Bolivia Costa Rica Cuba Ecuador Panamaacute Para-
guay y Peruacute Es usual que cada paiacutes cuente con su propia oficina de
pesas y medidas aunque hay paiacuteses donde la denominacioacuten es diferente
y se hace un eacutenfasis mayor en la metrologiacutea que en los patrones
Figura 214 Patrones secundarios del metro patroacuten prima-
rio (distancia entre dos marcas en la superficie de la ba-
rra)
Figura 215 Prototipo internacional del kilogramo
55
El Sistema Internacional de Unidades reconoce 7 magnitudes fun-
damentales definidas a partir del criterio operacional que consiste en
describir la forma en que se mide cada magnitud (tabla A1) Cualquier
otra magnitud es una magnitud derivada obtenida a partir de foacutermulas
o expresiones matemaacuteticas que reflejan alguna propiedad fiacutesica
TABLA A1
Magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de
Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
de la unidad Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eleacutectrica ampere A
Temperatura termodinaacutemica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
En la tabla A2 aparecen las unidades derivadas del Sistema Interna-
cional traducidas al castellano junto a su correcta denominacioacuten Note
que los nombres de las magnitudes se escriben con minuacutescula aunque
siguen la ortografiacutea del correspondiente apellido que le dio origen en el
idioma original ie no se castellanizan Con excepcioacuten del metro el
kilogramo el segundo el mol y la candela los siacutembolos se escriben con
mayuacutescula En adicioacuten se reconocen dos magnitudes y unidades su-
plementarias el aacutengulo plano (radiaacuten [rad]) y el aacutengulo soacutelido (esterra-
diaacuten [sr])
En muchos paiacuteses las normas que regulan las unidades de medida y
su terminologiacutea alcanzan la categoriacutea de ley En Cuba estaacuten definidas
por el Decreto-ley 92 de fecha 30 de diciembre de 1982 que tambieacuten
regula la equivalencia con las unidades de otros sistemas de medida
56
TABLA A2
Magnitudes derivadas del Sistema Internacional de Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
Relacioacuten con otras unidades
Frecuencia hertz Hz s-1
Fuerza newton N kgms2
Presioacuten pascal Pa Nm2
Energiacutea trabajo joule J Nm
Potencia watt W Js
Carga eleacutectrica coulomb C As
Potencial fuerza electro-
motriz volt V JC WA
Capacidad farad F CV
Resistencia eleacutectrica ohm Ω VA
Conductancia siemens S AV
Flujo magneacutetico weber Wb Vs
Induccioacuten magneacutetica tesla T Wbm2
Inductancia henry H WbA
Flujo luminoso lumen lm cdsr
Luminancia lux lx lmm2
Actividad radiactiva becquerel Bq Is
Dosis de radiacioacuten absor-
bida gray Gy Jkg
Dosis equivalente slevert Sv Jkg
57
BIBLIOGRAFIacuteA DEL APEacuteNDICE
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wwwineccgobmxpublicacionesdownloadsimexico1pdf
58
CAPIacuteTULO 3
CORRIENTE ELEacuteCTRICA
Carga eleacutectrica El rayo es la manifestacioacuten maacutes espectacular de los fenoacutemenos eleacutectri-
cos en la naturaleza pero no es ni mucho menos la uacutenica En los paiacuteses
de clima seco es bastante comuacuten que los objetos se electricen a causa
del rozamiento Ponerse o quitarse un abrigo afelpado o sinteacutetico en
invierno puede ser suficiente para lograr que el cuerpo adquiera una
cantidad apreciable de carga eleacutectrica Posteriormente al tocar cual-
quier objeto unido a tierra se puede originar una descarga brusca en el
punto de contacto que se manifiesta como una intensa vibracioacuten de
corta duracioacuten (el tiacutepico corrientazo)
En las regiones geograacuteficas de clima muy seco es comuacuten que la des-
carga vaya acompantildeada de emisioacuten de sonido e incluso de luz en forma
de chispas claramente visibles en la penumbra El fuego de San Telmo
es el nombre tradicional que se le da en Espantildea a una descarga eleacutectrica
luminosa que puede aparecer durante tormentas fuertes en objetos pro-
minentes suele verse en campanarios en los extremos de los maacutestiles y
de las alas de los aviones en la proa de los barcos y a veces cerca de
la cabeza de una persona o en las astas del ganado El nombre tiene su
origen en que los antiguos marinos del Mediterraacuteneo lo consideraban
una sentildeal enviada por su patroacuten San Telmo
La electrizacioacuten por frotamiento o triboelectricidad es conocida des-
de la antiguumledad De hecho el primer fenoacutemeno eleacutectrico artificial que
se observoacute fue la propiedad que presentan algunas sustancias como el
aacutembar que al ser frotadas con piel o lana son capaces de atraer objetos
pequentildeos El aacutembar es una resina foacutesil que en tiempos prehistoacutericos fue
exudada por diferentes aacuterboles coniacuteferos ahora extinguidos Suele ser
de color amarillo tostado Se encuentra en trozos redondeados e irregu-
lares en granos o en gotas es algo fraacutegil y emana un olor agradable
cuando se frota En la antiguumledad se obteniacutea en la costa sur del mar
Baacuteltico donde auacuten se sigue hallando Su nombre griego es electroacuten de
donde surgioacute el concepto electricidad
Una varilla de vidrio frotada con seda tambieacuten posee una capacidad
similar a la del aacutembar para atraer objetos no cargados Pero dos varillas
de vidrio frotadas con seda se repelen mientras que la misma varilla
atrae al aacutembar frotado con lana lo que indica la existencia de dos tipos
de electrizacioacuten o lsquocarga eleacutectricarsquo (Figura 31) Al vidrio frotado con
seda se le atribuyoacute arbitrariamente una carga positiva (+) mientras que
la carga del aacutembar frotado con lana es negativa (-)
Figura 31 Interaccioacuten entre cuerpos cargados Dos
varillas con carga de igual signo se repelen Si las cargas
son de signo opuesto se atraen
El franceacutes Charles Coulomb establecioacute las relaciones numeacutericas en-
tre los valores de las cargas y sus interacciones tanto de atraccioacuten como
de repulsioacuten En 1777 inventoacute la balanza de torsioacuten para medir las fuer-
zas de atraccioacutenrepulsioacuten cuantitativamente En la Figura 32 al girar
el cabezal de suspensioacuten es posible compensar las fuerzas eleacutectricas
gracias a la torsioacuten aplicada al hilo Los valores numeacutericos se obtienen
determinando el aacutengulo que el cabezal debe rotar para llevar las cargas
a su posicioacuten inicial
Con esta balanza Coulomb pudo establecer el principio que rige la
interaccioacuten entre las cargas eleacutectricas la ley de Coulomb Esta ley esta-
blece que la fuerza de interaccioacuten F entre dos cargas puntuales q1 y q2
(partiacuteculas de tamantildeo tan reducido que es posible no tomar en cuenta
sus dimensiones) es proporcional al producto de las cargas e inversa-
mente proporcional al cuadrado de la distancia r de separacioacuten En no-
tacioacuten matemaacutetica
q q1 2F α 2r
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga es el
coulomb (C) la distancia r estaacute en metros y la fuerza F se mide en new-
ton (N)
Este resultado es muy parecido al que se obtiene cuando se analiza
la interaccioacuten entre polos magneacuteticos Sin embargo existe una diferen-
cia fundamental las cargas positivas y negativas existen por separado
pero no es posible separar los polos magneacuteticos como se expresoacute en el
capiacutetulo 2
61
Figura 32 Balanza de torsioacuten
de Coulomb La partiacutecula de
carga q2 tiene un contrapeso
no cargado al otro lado de la
barra para equilibrar su masa
En su estado normal el nuacutemero de electrones en cualquier aacutetomo es
siempre igual al nuacutemero de protones de aquiacute que el aacutetomo en conjunto
es eleacutectricamente neutro Y cualquier cuerpo constituido por ellos tam-
bieacuten lo seraacute Sin embargo los cuerpos pueden adquirir electrones en
exceso o perderlos y entonces se cargan negativa o positivamente
Un cuerpo con exceso de electrones posee una carga neta negativa
mientras que si posee un defecto de electrones estaraacute cargado positiva-
mente Al frotar el vidrio con la seda los electrones que se encuentran
maacutes cercanos a la superficie son arrancados del vidrio pasando a la
seda y dejando atraacutes un defecto de carga negativa Ese defecto se tradu-
ce en el exceso de carga positiva que adquiere el vidrio por ese motivo
el vidrio y la seda adquieren la misma magnitud de carga pero de sen-
tido contrario el uno positiva y la otra negativa
Esta es una caracteriacutestica general del comportamiento de las cargas
en la naturaleza lo que aparece como carga positiva en un lugar siem-
pre debe aparecer como carga negativa en otro Dicho de otra forma la
suma de cargas positivas y negativas en cualquier sistema cerrado
siempre seraacute constante Esta ley universal se conoce como principio de
conservacioacuten de la carga La otra ley fundamental asociada a la cargas
eleacutectrica es su cuantificacioacuten la carga eleacutectrica estaacute cuantificada o
cuantizada Este principio reconoce el hecho de que cualquier carga es
siempre un muacuteltiplo entero de la carga del electroacuten y de que es imposi-
ble obtener una carga de menor valor Pero como la carga del electroacuten
es tan pequentildea (asymp 160 x 10-19 C) en los caacutelculos y aplicaciones ma-
croscoacutepicas siempre se puede considerar que la carga variacutea de manera
continua
El campo eleacutectrico iquestCoacutemo explicar la interaccioacuten a distancia entre cargas eleacutectricas sin
contacto directo similar a la interaccioacuten que tiene lugar entre los polos
magneacuteticos de los imanes La explicacioacuten es tambieacuten similar a la que
ofrece el magnetismo Se considera que las cargas eleacutectricas modifican
el espacio que las rodea creando un campo eleacutectrico capaz de interac-
cionar con otras cargas Mientras que el campo magneacutetico se representa
mediante liacuteneas de induccioacuten magneacutetica el campo eleacutectrico se repre-
senta mediante liacuteneas de fuerza que se dibujan en forma similar a las
liacuteneas de induccioacuten
62
El valor o intensidad de campo eleacutectrico se designa usualmente por
la letra E y en el Sistema Internacional de Unidades tiene dimensiones
de newtoncoulomb (NC) aunque muchas veces se prefiere utilizar el
equivalente voltmetro (Vm)
El campo eleacutectrico y el magneacutetico son esencialmente diferentes pe-
ro no son totalmente independientes como quedaraacute esclarecido maacutes
adelante Los campos eleacutectricos estaacuteticos interaccionan con las cargas
eleacutectricas y generan corrientes pero no interaccionan con los imanes
Los campos magneacuteticos asociados a las corrientes interaccionan con los
polos magneacuteticos de un imaacuten pero no lo hacen con las cargas eleacutectricas
en reposo Sin embargo siacute interaccionan con las cargas en movimiento
y con las corrientes eleacutectricas que no son maacutes que cargas en movimien-
to en el interior de los conductores Para la mejor comprensioacuten del lec-
tor en la tabla 31 se muestran estas propiedades de forma resumida
TABLA 31
Interaccioacuten de los campos estaacuteticos independientemente
de cual sea su origen
Campo electrostaacutetico Campo magnetostaacutetico
No interaccionan entre siacute pero siacute lo hacen con
Cargas eleacutectricas en reposo y en
movimiento
(pero no con los polos magneacuteti-
cos)
Cargas en movimiento (pero no en
reposo)
Corrientes eleacutectricas
Si hay corrientes hay campo eleacutec-
trico Polos magneacuteticos
Conductor y dieleacutectrico
Existen materiales donde los electrones se encuentran muy deacutebilmente
ligados a los aacutetomos de manera que pueden lsquosaltarrsquo sin dificultad de un
aacutetomo a otro y moverse con facilidad en el seno del material Se deno-
minan conductores En caso contrario cuando los electrones se encuen-
tran fuertemente ligados al aacutetomo y resulta difiacutecil lograr que se despla-
cen de un lado a otro tenemos un aislador o dieleacutectrico
63
Unos pocos materiales no son conductores pero tampoco no tan
buenos aislantes como los dieleacutectricos (por ejemplo el grafito y el sili-
cio) y se denominan semiconductores
Todos los metales como el oro la plata el aluminio y el cobre son
buenos conductores Tambieacuten lo son las sales fundidas y muchas diso-
luciones asiacute como los gases ionizados La madera seca el papel la
goma los plaacutesticos los gases inertes los aceites el maacutermol y el vidrio
son dieleacutectricos
La facilidad con que un determinado material puede o no transportar
las cargas eleacutectricas en su seno se mide por su conductividad designada
usualmente por la letra griega sigma () En el SI de unidades se mide
en siemensmetro (Sm) El inverso de la conductividad es la resistivi-
dad (letra griega rho) que mide justamente lo contrario la oposicioacuten
del material al paso de las cargas eleacutectricas Se mide en ohm-metro
(m) Una resistividad pequentildea indica una gran conductividad y vice-
versa en lenguaje matemaacutetico y son reciacuteprocos = 1
En un metal buen conductor de la electricidad es del orden de 2 x
10-8 m mientras que para un mal conductor como el vidrio puede
variar en dependencia del tipo de vidrio entre 1010 y 1014 m El sili-
cio un semiconductor tiene una resistividad de 640 Ωm Observe que
entre los valores extremos hay una diferencia de 22 oacuterdenes (es decir
un uno seguido de 22 ceros)
En el caso de los liacutequidos y gases la conductividad no es electroacutenica
sino ioacutenica Los portadores de carga no son los electrones sino aacutetomos
o moleacuteculas ionizados (aniones y cationes) con un exceso o defecto de
electrones (Figura 33)
Figura 33 Formacioacuten de aniones y cationes
64
Un ion se forma cuando un aacutetomo neutro o un grupo de aacutetomos gana
o pierde uno o maacutes electrones Un aacutetomo que pierde un electroacuten forma
un ion de carga positiva o catioacuten El que gana un electroacuten forma un ion
de carga negativa o anioacuten Al disolverse en agua la sal de mesa produ-
ce aniones de cloro y cationes de sodio en disolucioacuten El agua pura es
un dieleacutectrico y conduce muy mal la corriente eleacutectrica pero el agua
salada es un buen conductor de la electricidad
La presencia de iones en el cuerpo humano hace que este se compor-
te internamente como un conductor aceptable de la electricidad Y en la
parte externa la conductividad de la piel puede variar apreciablemente
en dependencia de su grosor y de si estaacute seca o huacutemeda
Interaccioacuten con un campo externo iquestQueacute sucede cuando un soacutelido conductor de la electricidad se coloca en
una regioacuten donde existe un campo eleacutectrico Como dentro del conduc-
tor las cargas tienen gran movilidad los electrones son atraiacutedos hacia el
origen del campo hasta neutralizar totalmente las liacuteneas de fuerza El
campo eleacutectrico es apantallado por las cargas moacuteviles y su valor en el
interior del conductor se hace cero (Figura 34) Cuando cesa el movi-
miento de las cargas y se alcanza el equilibrio las liacuteneas de fuerza que-
dan perpendiculares a la superficie del conductor (No podriacutea ser de
otra manera Si no fueran perpendiculares existiriacutean componentes del
campo paralelos a la superficie y las cargas nunca alcanzariacutean el estado
de equilibrio) El efecto de apantallamiento tiene lugar de la misma
forma en un conductor con cavidades o sin ellas
Para que las cargas puedan escapar fuera de la superficie (produc-
cioacuten de chispas por ionizacioacuten del aire que rodea al conductor) se nece-
sitan campos eleacutectricos muy intensos
iquestQueacute sucede si en vez de un conductor colocamos un dieleacutectrico no
conductor en la regioacuten donde existe el campo eleacutectrico En los dieleacutec-
tricos los electrones portadores de carga eleacutectrica no pueden moverse
libremente y el campo eleacutectrico no seraacute apantallado como en el conduc-
tor Sin embargo las nubes electroacutenicas siacute pueden reordenarse dentro
de cada moleacutecula bajo la accioacuten del campo externo causando una cierta
distorsioacuten en las liacuteneas de fuerza aunque no tan intensa como en el
65
caso de los conductores El comportamiento no es exactamente el mis-
mo en soacutelidos y liacutequidos ni tampoco si el dieleacutectrico estaacute constituido
por moleacuteculas polares o no polares
Figura 34 Distorsioacuten de las liacuteneas de fuerza del campo
eleacutectrico en presencia de un conductor
Sustancias polares y no polares Muchas moleacuteculas aunque eleacutectricamente neutras poseen polaridad a causa de la distribucioacuten asimeacutetrica de sus nubes electroacutenicas que origi-nan centros no coincidentes de carga positiva y negativa Se denominan moleacuteculas polares Las moleacuteculas simeacutetricas no poseen esta propiedad son no polares La denominacioacuten tambieacuten se aplica a las sustancias formadas por esas moleacuteculas sustancias polares y no polares
La distribucioacuten asimeacutetrica se caracteriza por tener un dipolo eleacutectri-
co asociado que puede representarse graacuteficamente por dos cargas de
igual magnitud (q) y signos contrarios separadas una distancia L ( Fi-
gura 35) En el dipolo las liacuteneas de fuerza salen de la carga positiva y
terminan en la negativa El momento del dipolo tiene un valor p = qL
66
Figura 35 Dipolo eleacutectrico
Liacutequidos y gases polares Las moleacuteculas de liacutequidos y gases pueden fluir Significa que pueden
rotar y trasladarse libremente de un lugar a otro dentro del recipiente
que las contiene (y de ahiacute que a liacutequidos y gases se les llame fluidos
indistintamente) Un ejemplo tiacutepico de moleacutecula polar de este tipo es la
moleacutecula de agua constituida por dos aacutetomos de hidroacutegeno y uno de
oxiacutegeno colocados en forma asimeacutetrica (Figura 36)
Figura 36 Dipolo eleacutectrico de la moleacutecula de agua
67
Al formarse los enlaces quiacutemicos los electrones de los aacutetomos de
hidroacutegeno son atraiacutedos hacia el oxiacutegeno creaacutendose una distribucioacuten
asimeacutetrica de cargas aparece un exceso de carga negativa en un extre-
mo de la moleacutecula y positiva en el otro Por convenio el momento
dipolo de la moleacutecula estaacute dirigido de (-) a (+) desde el aacutetomo de oxiacute-
geno hacia los aacutetomos de hidroacutegeno como indica la flecha en la Figura
36
En los liacutequidos y gases polares cuando se aplica un campo eleacutectrico
externo las moleacuteculas rotan y tienden a orientarse paralelas a la direc-
cioacuten del campo La parte negativa es atraiacuteda hacia el origen del campo
mientras que la positiva es repelida Si se aplica un campo eleacutectrico a
un recipiente con agua u otro liacutequido dieleacutectrico las moleacuteculas se orde-
nan de forma tal que aparece un exceso de carga en las paredes del re-
cipiente (Figura 37) El campo eleacutectrico se atenuacutea parcialmente en el
interior del liacutequido pero sin que llegue a anularse en su totalidad
Figura 37 Un dieleacutectrico polar liacutequido en el cam-
po eleacutectrico mostrando la orientacioacuten de los dipo-
los y la atenuacioacuten de las liacuteneas de fuerza
Un dieleacutectrico muy importante es el agua Constituye 50 a 90 de
la masa total de los organismos vivos Cuando el campo eleacutectrico inter-
acciona con los tejidos la presencia del agua en los fluidos del cuerpo
atenuacutea considerablemente la penetracioacuten del campo hacia los tejidos
maacutes internos Ademaacutes hay que tener en cuenta que tambieacuten estaraacuten
presentes diferentes iones que pueden moverse con mayor o menor
libertad en el seno del correspondiente fluido proporcionaacutendole a eacuteste
propiedades conductoras que pueden favorecer auacuten maacutes el apantalla-
miento Este uacuteltimo efecto resulta difiacutecil de evaluar a causa de la solva-
tacioacuten de los iones
Solvatacioacuten El proceso de disolucioacuten de un soacutelido trae aparejado la remocioacuten de
aacutetomos de las posiciones fijas a las que estaban sujetos formaacutendose
iones que quedan rodeados por las moleacuteculas del disolvente (el solva-
to) Los iones solvatados se atraen entre siacute con menor fuerza que en el
soacutelido y el efecto depende tanto de la naturaleza quiacutemica de la sustan-
cia disuelta como del disolvente Al aplicar un campo externo a la diso-
lucioacuten el comportamiento se veraacute afectado por todos los factores que
influyen en la solvatacioacuten ademaacutes de las estrictamente relacionadas
con las propiedades de los dipolos
Soacutelido polar Los aacutetomos o moleacuteculas de un soacutelido no pueden desplazarse de su lugar
al interaccionar con un campo eleacutectrico externo solo pueden oscilar
alrededor de sus posiciones fijas de equilibrio Sin embargo cuando el
campo eleacutectrico actuacutea sobre las nubes electroacutenicas del soacutelido estas se
redistribuyen con resultados similares a lo que ocurre en gases y liacutequi-
dos Aparece un exceso de cargas de signo contrario en las superficies
maacutes cercanas y alejadas del campo respectivamente y el campo eleacutectri-
co en el interior se atenuacutea Usualmente la atenuacioacuten es menor que en
los liacutequidos
Sustancias no polares En los liacutequidos y soacutelidos no polares tiene lugar un proceso parecido al
que ocurre en las sustancias polares Aunque inicialmente no existe un
momento dipolo en las moleacuteculas el campo eleacutectrico externo deforma
las nubes electroacutenicas que antes eran simeacutetricas y crea dipolos induci-
dos que se comportan en forma similar a los permanentes Como es de
esperar el efecto de apantallamiento y la atenuacioacuten del campo en el
interior del cuerpo considerado seraacute bastante menor que el caso de las
moleacuteculas polares
69
En resumen el apantallamiento eleacutectrico y la atenuacioacuten del campo
en el interior de los dieleacutectricos tienen lugar en mayor o menor grado en
todos ellos cualquiera sea su composicioacuten e independientemente de si
sus moleacuteculas forman dipolos permanentes o no La permitividad rela-
tiva εr una magnitud adimensional da una medida de la capacidad que
tienen las diferentes sustancias para polarizarse y por tanto para apan-
tallar el campo eleacutectrico En la tabla 32 se muestran algunos valores
tiacutepicos
TABLA 32
Permitividad relativa de algunos materiales
Material εr (adimensional)
Vaciacuteo 100000
Aire 100054
Papel 35
Porcelana 65
Tefloacuten 21
Oacutexido de titanio 100
Agua 78
La atenuacioacuten de los campos electrostaacuteticos en el interior de los or-
ganismos vivos hace difiacutecil su posible aplicacioacuten con fines terapeacuteuticos
Para que atraviesen la piel y penetren en el organismo de manera efec-
tiva se necesitan campos de gran intensidad de difiacutecil manipulacioacuten y
con alto riesgo de accidentes La intensidad de campo necesaria es tal
que puede llegar a ionizar el aire que rodea al sujeto generando chispas
y causando quemaduras en la piel El proceso es similar a la descarga
de un rayo pero a mucha menor escala
No ocurre asiacute con el campo magneacutetico que posee un poder de pene-
tracioacuten mucho mayor en los tejidos bioloacutegicos que el campo eleacutectrico
Aplicando campos magneacuteticos variables en el tiempo de baja intensidad
en el exterior de un sujeto se pueden generar campos eleacutectricos en su
interior sin riesgo de dantildeo eleacutectrico Sin embargo los campos genera-
dos tambieacuten seraacuten variables en el tiempo no electrostaacuteticos En el capiacute-
tulo IV se analiza con mayor detalle la interaccioacuten entre campos eleacutectri-
cos y magneacuteticos 70
Corriente continua y fuerza electromotriz Con anterioridad se explicoacute que cuando un conductor interacciona con un campo eleacutectrico externo las cargas se redistribuyen y van hacia la superficie de forma que apantallan el campo en el interior del conduc-tor
Cuando el campo eleacutectrico se aplica en el interior de un alambre
conductor el resultado es diferente Mientras se suministre suficiente
energiacutea para mantener la presencia del campo los electrones se man-
tendraacuten continuamente en movimiento dirigieacutendose hacia el origen del
campo y creando una corriente continua La intensidad (i) de la corrien-
te se define como la cantidad de carga eleacutectrica que atraviesa cualquier
seccioacuten transversal S del alambre en un segundo (figura 38) Su unidad
en el Sistema Internacional de Unidades es el ampere (A) en honor de
Andreacute-Marie Ampegravere matemaacutetico y fiacutesico franceacutes Por convenio el
sentido de la corriente se toma contrario al sentido del movimiento de
los electrones como si se movieran cargas positivas en vez de las nega-
tivas Si q es la carga eleacutectrica que atraviesa la superficie S en un inter-
valo de tiempo t entonces la corriente promedio se calcula como i =
qt
Figura 38 S es el aacuterea de la seccioacuten transversal del alambre
El campo E se encuentra dentro del conductor
Es posible mantener la presencia continua de un campo eleacutectrico no
equilibrado en el interior de un conductor cuando se posee la fuente
adecuada de energiacutea Una fuente con estas caracteriacutesticas se llama fuer-
za electromotriz o FEM Su valor se expresa en volts (V) en honor del
fiacutesico italiano Alessandro Volta Existen FEM de diversos tipos
71
Pila y bateriacutea
Las pilas producen energiacutea eleacutectrica a partir de una reaccioacuten quiacutemica
La bateriacutea consiste en una serie de pilas conectadas en serie para obte-
ner una FEM mayor Las hay recargables y no recargables En las pilas
recargables la reaccioacuten quiacutemica se invierte para alcanzar nuevamente el
estado inicial de maacutexima carga La primera pila reversible tambieacuten
llamada acumulador fue inventada en 1859 por el fiacutesico franceacutes Gas-
ton Planteacute La pila de Planteacute de plomo y aacutecido es la que maacutes se utiliza
en la actualidad Su ventaja principal es que a partir de un volumen
relativamente pequentildeo puede producir suficiente energiacutea para arrancar
un motor su principal desventaja es que se agota raacutepidamente Emplea
una disolucioacuten diluida de aacutecido sulfuacuterico como conductor ioacutenico o elec-
troacutelito para transportar la corriente el electrodo negativo es de plomo y
el positivo de dioacutexido de plomo Al recargar la pila las reacciones quiacute-
micas se invierten hasta que los productos quiacutemicos vuelven a su con-
dicioacuten original (o casi) El acumulador se agota finalmente porque con
el tiempo el aacutecido sulfuacuterico se transforma en agua maacutes sulfato de plo-
mo Estas pilas tienen una vida uacutetil de unos cuatro antildeos y su FEM es de
aproximadamente 2V Otros tipos de pilas recargables maacutes recientes
son la alcalina de niacutequel-cadmio que utiliza un electroacutelito de hidroacutexido
de potasio y las de niacutequel-hidruro La pila no recargable maacutes comuacuten es
la pila Leclancheacute o pila seca inventada por el quiacutemico franceacutes Georges
Leclancheacute en los antildeos sesenta del siglo XIX La pila seca que se utiliza
actualmente es muy similar al invento original El electroacutelito es una
mezcla pastosa de cloruro de amonio y cloruro de cinc El electrodo
negativo es de cinc igual que la parte exterior de la pila y el positivo es
una varilla de carboacuten rodeada por una mezcla de carboacuten y dioacutexido de
manganeso Esta pila produce una FEM de 15 V Otras pilas no recar-
gables muy utilizadas actualmente son las alcalinas y las de litio
Generador electrostaacutetico
Los generadores o dinamos producen la FEM a partir de movimientos
mecaacutenicos como el de rotacioacuten de las aspas de una turbina o el girar de
una rueda Los hay de dos tipos a) los electrostaacuteticos que utilizan el
rozamiento para separar las cargas eleacutectricas y b) los electromagneacuteti-
cos en los que se genera corriente desplazando mecaacutenicamente un con-
ductor a traveacutes de un campo magneacutetico Estos uacuteltimos se describen en
otro capiacutetulo
El generador electrostaacutetico es una maacutequina que permite obtener dife-
rencias de potencial muy elevadas mediante un mecanismo de friccioacuten
similar al del vidrio frotado con seda aunque en este caso se emplean
otros materiales Fue desarrollado en 1931 por el fiacutesico estadounidense
Robert Jemison Van de Graaff Consiste en una columna aislante con
una esfera metaacutelica hueca montada en su parte superior (figura 39)
Una correa de material dieleacutectrico que gira continuamente mediante
alguacuten motor auxiliar une un rodillo en la base de la columna con otro
situado en la parte superior y en contacto con la esfera Gracias a la
friccioacuten la correa transporta continuamente las cargas eleacutectricas extraiacute-
das de un peine metaacutelico de puacuteas afiladas en la base de la columna has-
ta el interior de la esfera Alliacute las cargas son retiradas por otros peines y
terminan finalmente en la superficie de la esfera conductora a causa de
la repulsioacuten A medida que la correa va recogiendo cargas y las trans-
porta a la esfera va surgiendo una diferencia de potencial con la tierra
que puede alcanzar hasta 5 millones de volt La Figura 39 tambieacuten
muestra el efecto de aplicar un alto potencial al cuerpo humano debi-
damente aislado de la tierra Como las cargas de igual signo se repelen
y van a la superficie del cuerpo los pelos de la modelo tienden a man-
tenerse separados del craacuteneo y entre siacute causando un efecto sorprenden-
te Los generadores de Van de Graaff se utilizan como fuentes de alto
voltaje para comprobar la calidad de los aisladores que se usan en las
redes eleacutectricas de alto voltaje Tambieacuten se emplean en los centros de
investigacioacuten dedicados al estudio de las partiacuteculas subatoacutemicas como
fuente energizante en las primeras etapas de los aceleradores de partiacutecu-
las
Figura 39 Generador de Van de Graaff Adaptado de
httpwwwgearslutzcom y httpcommons wikime-
diaorgwikiFileVan_de_graaf_generatorsvg
Celda solar
Son dispositivos capaces de convertir directamente la luz solar o la de
otras fuentes luminosas en energiacutea eleacutectrica El corazoacuten de la celda es
alguna sustancia semiconductora fotosensible como un cristal de silicio
muy delgado al que se le han antildeadido cantidades muy pequentildeas de
otras sustancias en forma de impurezas Cuando la luz incide contra el
cristal los electrones son arrancados de sus posiciones de equilibrio y
son expulsados a una de las superficies del cristal (efecto fotovoltaico)
Alliacute se hacen pasar por un circuito externo creando una corriente eleacutec-
trica para hacer funcionar laacutemparas o diferentes equipos eleacutectricos o
electroacutenicos Las celdas solares tienen una vida muy larga y hoy diacutea se
utilizan dondequiera que haya suficiente luz solar Cada diacutea son maacutes
populares pues constituyen una fuente de energiacutea limpia verde o eco-
loacutegica que no contamina la atmoacutesfera ni contribuye al calentamiento
global
Termoelectricidad
Consiste en el surgimiento de una FEM a partir de diferencias de tem-
peratura Si se unen o sueldan por ambos extremos dos alambres de
diferente naturaleza y una de las uniones se mantiene a una temperatura
superior a la otra aparece una corriente eleacutectrica entre las uniones ca-
liente y friacutea El fenoacutemeno fue observado en 1821 por el fiacutesico alemaacuten
Thomas Seebeck y se conoce como efecto Seebeck A los alambres
soldados capaces de generar la FEM se les llama termopares
Piezoelectricidad
Es posible generar energiacutea eleacutectrica mediante dispositivos que producen
una fuerza electromotriz a partir de una presioacuten o fuerza mecaacutenica que
causa una deformacioacuten en un material con propiedades especiales El
fenoacutemeno se denomina lsquoefecto piezoeleacutectricorsquo vocablo que viene del
griego piezein (presionar) Los dispositivos piezoeleacutectricos se han vuel-
to muy populares para generar la chispa de los encendedores de bolsi-
llo
74
Circuito de corriente continua Una FEM con sus bornes o extremos conectados a un sistema de alam-
bres conductores u otros dispositivos que permitan el paso de la co-
rriente eleacutectrica forma un circuito de corriente continua Por convenio
se considera que la corriente sale del polo o borne positivo de la FEM y
entra por el negativo En el circuito de la figura 310 cuando la corrien-
te atraviesa un alambre conductor muy fino ubicado dentro de la laacutempa-
ra (el filamento) da lugar a que aparezca luz y calor El aire dentro de la
laacutempara se extrae previamente para evitar la oxidacioacuten del filamento a
causa de las altas temperaturas que se alcanzan
Figura 310 Circuito simple de corriente continua
El volt no representa energiacutea sino energiacutea por unidad de carga Co-
mo la unidad de energiacutea es el joule (J) significa que dimensionalmen-
te volt = joulecoulomb Cuando la capacidad de entregar energiacutea por
unidad de carga se refiere a dos puntos de un circuito y no a una FEM
se denomina diferencia de potencial y se designa usualmente por la
letra V
En cualquier circuito una parte de la energiacutea entregada por la FEM
siempre se disipa elevando la temperatura del alambre y generando
calor al medio ambiente El incremento de temperatura es causado por
cierto lsquorozamiento o viscosidadrsquo interna que se opone al movimiento de
los electrones dentro del alambre La ley de Joule establece que la can-
tidad de calor producida en un conductor por el paso de la corriente
eleacutectrica cada segundo es proporcional a su resistencia R y al cuadrado
de la intensidad de la corriente (i2) En siacutembolos matemaacuteticos P = i2R
donde P es la energiacutea disipada en la unidad de tiempo o potencia La
resistencia R de un alambre se relaciona con la resistividad del mate-
rial por la expresioacuten ρl
R =S
donde l es la longitud del alambre y S el
aacuterea de su seccioacuten transversal
La resistencia de los alambres y otros materiales no siempre juega
un papel negativo como disipador de energiacutea tambieacuten se utilizan resis-
tencias para regular los voltajes en muchos dispositivos electroacutenicos
Un dispositivo construido expresamente para que funcione haciendo el
papel de una resistencia pura se denomina resistor aunque tambieacuten es
comuacuten llamar al dispositivo igual que la propiedad que lo caracteriza
resistencia La ley de Ohm establece la relacioacuten entre la corriente la
resistencia y la diferencia de potencial VR en los extremos de un resis-
tor VR = iR En la tabla 33 aparecen algunos valores tiacutepicos de la resis-
tividad de diversos materiales
TABLA 33
Resistividad de algunas sustancias
Sustancia (m) Caracteriacutesticas
Plata 147x10-8
Conductor Cobre 169x10-8
Aluminio 283x10-8
Silicio 640 Semiconductor
Madera 108 - 1011 Dieleacutectrico
Vidrio 1010 - 1014
Superconductividad
Descubierta en 1911 por el fiacutesico holandeacutes Heike Kamerlingh Onnes la
superconductividad es la propiedad que tienen algunos conductores de
no ofrecer resistencia al paso de la corriente cuando se enfriacutean por de-
bajo de cierta temperatura criacutetica Tc Las temperaturas criacuteticas son muy
pequentildeas por ejemplo en determinadas aleaciones de niobio-germanio
Tc = -24995 oC y se necesita helio liacutequido un refrigerante caro y poco
eficaz para que se produzca el fenoacutemeno Compuestos ceraacutemicos des-
cubiertos maacutes recientemente permiten usar nitroacutegeno liacutequido como
refrigerante para obtener la superconductividad La temperatura del
nitroacutegeno liacutequido es de -196 degC enfriacutea con una eficacia 20 veces mayor
que el helio liacutequido y cuesta 10 veces menos Sin embargo la fragilidad
de los compuestos ceraacutemicos hace muy difiacutecil conformarlos en forma
de hilos o cintas para utilizarlos como conductores de la corriente
Como los superconductores no poseen resistencia y no se calientan
al pasar la corriente se utilizan para fabricar electroimanes que produ-
cen campos magneacuteticos muy intensos empleando grandes corrientes
Estos superimanes se aplican en la investigacioacuten cientiacutefica en equipos
meacutedicos de diagnoacutestico en el estudio de materiales y en la construccioacuten
de potentes aceleradores de partiacuteculas Utilizando superconductores
tambieacuten se han desarrollado dispositivos que miden la corriente eleacutectri-
ca el voltaje y el campo magneacutetico con una sensibilidad sin preceden-
tes
Encontrar superconductores capaces de trabajar a temperaturas maacutes
altas es un requisito previo para desarrollar otras muchas aplicaciones
Entre ellas se encuentran computadoras maacutes raacutepidas y con mayor capa-
cidad de memoria reactores de fusioacuten nuclear en los que el plasma se
mantenga confinado por campos magneacuteticos mejores trenes de levita-
cioacuten magneacutetica de alta velocidad y tal vez lo maacutes importante una ge-
neracioacuten y transmisioacuten maacutes eficiente de la energiacutea eleacutectrica
Corriente alterna
Cuando la corriente eleacutectrica se comporta de forma tal que el sentido de
su recorrido en el circuito se invierte perioacutedicamente se estaacute en presen-
cia de una corriente alterna En la Figura 311 en (A) se representa el
valor de una FEM de corriente continua al transcurrir el tiempo su
valor E no variacutea En (B) aparece la representacioacuten anaacuteloga para una
FEM de corriente alterna El valor de la FEM en cada borne cambia
perioacutedicamente de positivo a negativo al transcurrir el tiempo al igual
que el sentido de la corriente en el circuito
77
Figura 311 Representacioacuten de una FEM continua (A) y
alterna (B) Los signos + y ndash indican el cambio de senti-
do de la corriente en el circuito
La corriente alterna es la principal fuente de energiacutea eleacutectrica en to-
do el mundo tanto en aplicaciones industriales como en el hogar La
corriente de la red comercial en Ameacuterica variacutea el sentido de su recorri-
do con una frecuencia de 60 veces por segundo (El inverso de la fre-
cuencia es el periacuteodo tiempo que tarda la corriente en realizar una osci-
lacioacuten completa) Como la polaridad de una FEM alterna tambieacuten cam-
bia continuamente de (+) a (-) y viceversa en los circuitos de corriente
alterna se utiliza preferiblemente el teacutermino voltaje para indicar las
diferencias de potencial que tambieacuten variacutea de sentido continuamente
Las leyes que rigen los circuitos de corriente alterna difieren radi-
calmente de las leyes de los circuitos de corriente continua En la co-
rriente alterna hay que tomar en cuenta que la corriente y el voltaje no
oscilan siempre al uniacutesono sino que se retrasan o adelantan la una res-
pecto al otro en dependencia del circuito especiacutefico analizado Esas
leyes no seraacuten objeto de anaacutelisis en este libro
La corriente alterna posee una serie de ventajas en comparacioacuten con
la corriente continua una de ellas es que proporciona menos peacuterdidas
de energiacutea durante su transmisioacuten hasta el consumidor Pero la maacutes
importante es que permite seleccionar los voltajes adecuados a cada
circuito mediante un sencillo dispositivo electromagneacutetico que no tiene
piezas moacuteviles el transformador que se describe en detalle en otro
capiacutetulo
78
CAPIacuteTULO 4
INTERACCIONES ELECTROMAGNEacuteTICAS Y ONDAS DE RADIO
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Con anterioridad se vio que los campos estaacuteticos magneacutetico y eleacutectrico
no son capaces de interaccionar el uno con el otro Ademaacutes cada uno
actuacutea sobre cargas e imanes de forma independiente como si el otro no
estuviera presente Tambieacuten se dijo que el campo magneacutetico no interac-
ciona con las cargas en reposo pero siacute lo hace con las cargas en movi-
miento
Cuando una partiacutecula cargada se mueve en una regioacuten del espacio
donde hay un campo magneacutetico estaacutetico aparece una fuerza sobre la
carga que en todo momento es perpendicular a la direccioacuten de su mo-
vimiento y a las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico A causa de
esa fuerza magneacutetica la partiacutecula cargada cambiaraacute la direccioacuten de su
movimiento (pero sin que su energiacutea variacutee) Y lo seguiraacute haciendo
mientras siga interaccionando con el campo En realidad el efecto de-
pende del movimiento relativo de la carga respecto al campo y vicever-
sa Si la carga estaacute en reposo y es el campo quien estaacute en movimiento
tambieacuten apareceraacuten fuerzas sobre la carga
iquestY queacute sucede cuando tenemos un campo magneacutetico que variacutea con
el tiempo iquestY un campo eleacutectrico en similares condiciones Pues resul-
ta que los campos magneacuteticos variables en el tiempo siempre tienen
asociado un campo eleacutectrico tambieacuten variable Y el efecto inverso
tambieacuten tiene lugar los campos eleacutectricos variables generan campos
magneacuteticos
Siempre que un campo variable se encuentre presente eleacutectrico o
magneacutetico el otro tambieacuten lo estaraacute De aquiacute que cuando se desean
examinar sus efectos resulta estrictamente obligatorio analizarlos con-
juntamente so pena de cometer errores garrafales en la interpretacioacuten
de los resultados
Ley de Faraday-Lenz En 1831 Michael Faraday descubrioacute el fenoacutemeno de induccioacuten
magneacutetica Y ese mismo antildeo demostroacute que era posible generar una
corriente en un circuito a partir de otra en un circuito cercano e inde-
pendiente del primero
El acoplamiento entre los circuitos ocurre al interaccionar los cam-
pos magneacuteticos variables generados por las corrientes tambieacuten varia-
bles en el tiempo El campo magneacutetico generado por una de las corrien-
tes es capaz de inducir campos eleacutectricos que dan origen a otra corrien-
te en el otro circuito Veamos esto en detalle
La figura 41 ilustra lo que sucede cuando se establece una corriente
variable en el tiempo en una espira de alambre conductor La corriente
en la espira izquierda tiene asociado su correspondiente campo magneacute-
tico que da origen a un campo eleacutectrico en la otra espira (no mostrado
en la figura) Ese campo eleacutectrico actuacutea sobre los electrones de la otra
espira como si fuera una FEM convencional creando una corriente Si
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo la corriente no aparece El
resultado tambieacuten depende del nuacutemero de liacuteneas de induccioacuten magneacuteti-
ca que atraviesen el aacuterea S Si la espira es paralela a las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica no habraacute corriente (en la figura 41 la espira derecha
estariacutea rotada 90 grados)
Figura 41 Corriente inducida en una es-
pira de alambre conductor
80
Sin embargo tambieacuten aparece corriente en la espira derecha cuando
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo pero el aacuterea S encerrada
por la espira y perpendicular a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica siacute lo
hace (por ejemplo si la espira de la derecha oscila o gira alrededor de
un eje vertical) De manera que el aacutengulo θ que forman el aacuterea S y las
liacuteneas de induccioacuten magneacutetica tambieacuten tiene importancia en la genera-
cioacuten de posibles corrientes en la espira
Se encuentra experimentalmente que la FEM inducida en la espira
(ind) es igual a la variacioacuten del flujo = BScos en la unidad de tiem-
po
ind t
Este resultado se conoce como Ley de Faraday La letra griega
(delta) indica siempre la variacioacuten del correspondiente paraacutemetro Por
ejemplo si t indica la variable tiempo t = t ndash to donde t y to represen-
tan un instante final e inicial respectivamente
Se puede predecir el sentido que tendraacute la corriente en la espira a
partir de la Ley de Lenz Esta ley establece que el sentido de la FEM (y
de la corriente inducida) es tal que siempre se opone a la causa que la
produce Fue bautizada en honor a su descubridor Heinrich Friedrich
Emil Lenz y es usual designarla indistintamente como ley de Faraday-
Lenz
El principio de funcionamiento de los generadores eleacutectricos se fun-
damenta en la ley de Faraday-Lenz La variacioacuten del flujo en una espira
de alambre conductor que gira dentro de un campo magneacutetico produce
una FEM capaz de generar corriente en un circuito La FEM y la co-
rriente generadas pueden ser tanto continuas como alternas en depen-
dencia de coacutemo se dispongan conexiones de la espira rotatoria con el
circuito externo
Dinamo Un generador electromagneacutetico o dinamo es un mecanismo capaz de
convertir energiacutea mecaacutenica en energiacutea eleacutectrica sobre la base de la ley
de Faraday-Lenz El maacutes sencillo que se conoce es el dinamo de disco
desarrollado por el propio Faraday Consiste en un disco conductor de
cobre que va montado sobre un eje que pasa por su centro la parte del
disco entre el centro y el borde queda situada entre los polos de un imaacuten
de herradura (Figura 42) Cuando el disco se hace girar con una mani-
vela aparece una FEM continua entre el centro y el borde
Figura 42 El primer generador electromecaacutenico el di-
namo de disco de Faraday Tomado de
httpwwwastrovirginiaedu
El movimiento relativo entre el disco y el imaacuten hace que las fuerzas
magneacuteticas actuacuteen sobre los electrones deacutebilmente ligados del disco
creando una corriente eleacutectrica que siempre va en el mismo sentido El
dispositivo tambieacuten se puede adaptar para funcionar a la inversa como
un motor aplicando una FEM externa entre el borde y su centro lo que
haraacute girar el disco
Cualquier generador moderno tiene dos partes fundamentales un
imaacuten permanente (o un electroimaacuten) que proporciona el campo magneacute-
tico y la armadura estructura que sostiene los conductores que cortan
el campo magneacutetico en su movimiento y transportan la corriente indu-
cida La armadura es usualmente un nuacutecleo de hierro laminado alrede-
dor del cual se enrollan en bobinas los cables conductores
El campo magneacutetico de un imaacuten permanente es bastante fuerte como
para hacer funcionar un dinamo pequentildeo los de mayor capacidad gene-
radora utilizan electroimanes
El principio de operacioacuten de un generador de corriente alterna se
muestra en la figura 43 Es bastante similar al de la corriente continua
con algunos cambios que mejoran la eficiencia de la conversioacuten energeacute-
tica y hacen que el sentido de la FEM se invierta perioacutedicamente
Enormes generadores de este tipo movidos por turbinas impulsadas
por la fuerza hidraacuteulica (plantas hidroeleacutectricas) por el vapor de agua
(plantas termoeleacutectricas y atomoeleacutectricas) o por el viento (eoacutelicas) son
los encargados de producir la mayor parte de la energiacutea eleacutectrica que se
consume en el planeta
Figura 43 Generacioacuten de una corriente alterna
Transformadore e inductor
El transformador es un dispositivo muy utilizado en circuitos eleacutectricos
y electroacutenicos No posee partes moacuteviles y funciona basado en la ley de
Faraday-Lenz La red eleacutectrica comercial utiliza estos dispositivos para
elevar el voltaje y transmitir la energiacutea eleacutectrica a grandes distancias
pues asiacute el proceso resulta mucho maacutes eficiente y las peacuterdidas de ener-
giacutea en los alambres mucho menores
Los transformadores tambieacuten se utilizan para reducir el alto voltaje y
poder llevar la energiacutea hasta las viviendas de una forma menos peligro-
sa (110 y 220 V para aplicaciones no industriales) Cuando la diferencia
de potencial entre el alambre conductor y la tierra es muy alta el aire se
ioniza parcialmente en los alrededores del alambre y se vuelve conduc-
tor Si hay otro objeto cercano unido a tierra puede saltar una chispa
causando quemaduras e incluso volatilizando parte de los cuerpos que
intervengan en la conduccioacuten Las corrientes que se generan pueden ser
de miles de amperes como comparacioacuten el motor de arranque de un
automoacutevil consume solo unos pocos amperes
Para ser eficientes los transformadores de potencia deben disipar la
menor cantidad posible de energiacutea durante su funcionamiento una disi-
pacioacuten de tan solo 05 en un gran transformador genera enormes
cantidades de peacuterdidas por calor Los transformadores de la red comer-
cial disponen de un circuito de refrigeracioacuten que utiliza aceite para el
enfriamiento El aceite circula por dentro del transformador y disipa el
calor mediante radiadores externos La inmensa mayoriacutea de los equipos
electroacutenicos tambieacuten utilizan transformadores de distinto tipo para ajus-
tar el voltaje suministrado por la red comercial al que realmente necesi-
tan sus circuitos
Un transformador estaacute formado esencialmente por un nuacutecleo de ma-
terial ferro o ferrimagneacutetico blando cuya funcioacuten es la de concentrar y
reforzar las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica y dos enrollados de alambre
con diferente nuacutemero de vueltas N1 y N2 el primario y el secundario
Cuando se hace circular una corriente alterna por el enrollado primario
se genera un campo magneacutetico tambieacuten alterno proporcional a N1 Ese
campo magneacutetico alterno es reforzado y guiado por el nuacutecleo ferro-
magneacutetico hasta el enrollado secundario donde induce una FEM que es
proporcional a N2 Controlando el nuacutemero de vueltas N1 y N2 es posible
regular la relacioacuten entre el voltaje a la salida y a la entrada del trans-
formador ya que a partir de la ley de Faraday se obtiene que los volta-
jes en el primario y secundario guardan la relacioacuten aproximada V1V2 =
N1 N2 (Figura 44)
Figura 44 Transformador e inductor
Otro dispositivo muy usado en la electroacutenica que funciona sobre la
base de la ley de Faraday-Lenz es el inductor o inductancia Un induc-
tor no es maacutes que una bobina sencilla con un nuacutecleo de material ferro o
ferrimagneacutetico blando Al aplicar un voltaje alterno la corriente varia-
ble que se establece crea un campo magneacutetico y una FEM inducida que
seguacuten Lenz se opone a la causa que lo origina es decir se opone al
paso de la corriente
Mientras mayor es la frecuencia de la sentildeal y mayor la variacioacuten del
campo en el tiempo mayor es la oposicioacuten que presenta el inductor por
el contrario cuando la frecuencia disminuye la oposicioacuten es cada vez
menor Si la corriente no variacutea (frecuencia cero) el flujo magneacutetico no
variacutea (t = 0) y por tanto no hay FEM inducida que se oponga a la
corriente Como resultado el inductor es un dispositivo que no afecta
notablemente la corriente continua pero se opone al paso de la corrien-
te alterna La oposicioacuten se mide por la reactancia inductiva XL = 2
L donde L es un factor caracteriacutestico del inductor (su inductancia) A
mayor frecuencia mayor oposicioacuten A diferencia del resistor un in-
ductor disipa poco calor al paso de la corriente por efecto Joule pues el
enrollado de aleacioacuten de cobre o aluminio posee una resistividad muy
baja
Los capacitores ndashdispositivos que trabajan almacenando cargas y
campos eleacutectricos- tambieacuten se oponen al paso de la corriente alterna
pero al contrario de los inductores no dejan pasar la corriente conti-
nua y su oposicioacuten al paso de la corriente disminuye cuando aumenta
la frecuencia En este caso el paraacutemetro caracteriacutestico es la reactancia
capacitiva 1
X =C2πνC
donde C es la capacidad del condensador
Es necesario gastar o consumir energiacutea para crear un campo magneacute-
tico pero esa energiacutea no se pierde Se almacena en el campo magneacutetico
y se revierte nuevamente al circuito al variar el sentido de la corriente
en cada ciclo Sin embargo a causa de la histeacuteresis y de las corrientes
inducidas que aparecen en el nuacutecleo ferromagneacutetico en cada ciclo
siempre se pierde una pequentildea cantidad de energiacutea en forma de calor
Este calor es adicional al que se pierde en los alambres por efecto Joule
En combinacioacuten con los capacitores los inductores se utilizan en
circuitos resonantes y filtros que permiten sintonizar o separar una fre-
cuencia determinada (o un pequentildeo intervalo de frecuencias) de una
mezcla de sentildeales con un intervalo amplio de frecuencias Es el meacutetodo
utilizado en los receptores de radio y TV para seleccionar o sintonizar
una frecuencia especiacutefica entre todas las que se reciben en la antena
Radiacioacuten electromagneacutetica
No es necesario que un circuito esteacute presente para que el campo magneacute-
tico genere un campo eleacutectrico Incluso en el vaciacuteo un campo magneacuteti-
co variable en el tiempo siempre tendraacute asociado su correspondiente
campo eleacutectrico
El campo eleacutectrico generado de esta manera posee la caracteriacutestica
de que sus liacuteneas de fuerza son cerradas y de direccioacuten perpendicular a
las del campo magneacutetico En la Fiacutesica esos campos se denominan no
conservativos porque son capaces de entregar energiacutea al realizar un
ciclo cerrado Cuando ocurre lo contrario el campo es conservativo
Si un campo magneacutetico variable actuacutea sobre un cuerpo conductor
macizo el campo eleacutectrico inducido es capaz de engendrar o generar
corrientes en el seno del cuerpo las denominadas corrientes de Fou-
cault Si ese campo magneacutetico incide sobre el cuerpo humano el campo
eleacutectrico asociado seraacute capaz de generar corrientes alternas en su inte-
rior
Como se expresoacute al inicio la naturaleza de los campos eleacutectricos y
magneacuteticos es tal que el efecto inverso tambieacuten tiene lugar un campo
eleacutectrico variable en el tiempo da origen a un campo magneacutetico Por
tanto los campos eleacutectricos y magneacuteticos variables no son independien-
tes siempre se presentan conjuntamente y de ahiacute la denominacioacuten de
campo electromagneacutetico
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
La aceleracioacuten es la relacioacuten que existe entre la variacioacuten de la veloci-
dad de un cuerpo y el tiempo que tarda en ocurrir esa variacioacuten Consi-
derando una partiacutecula que se mueve a lo largo de una recta si to repre-
senta la lectura del reloj cuando la velocidad era vo y t una lectura pos-
terior cuando la velocidad tiene otro valor v la aceleracioacuten media am en
ese intervalo se calcula por la expresioacuten am = (v-vo) (t-to) lo que tam-
bieacuten se indica como a = ΔvΔt En esas condiciones la aceleracioacuten pue-
de ser tanto positiva (la velocidad aumenta al transcurrir el tiempo)
como negativa (la velocidad se reduce)
Las cargas eleacutectricas aceleradas son capaces de generar campos
electromagneacuteticos en forma de ondas que se propagan en el espacio Es
posible crear estas ondas mediante una antena con dos extremos abier-
tos o terminales que alternadamente se cargan positiva y negativamente
(dipolo) La tiacutepica antena de televisioacuten es un dipolo pero que solo se
usa para recibir y no para emitir ondas electromagneacuteticas
86
Un tipo de antena emisora muy comuacuten es la antena Marconi Se tra-
ta de una barra o varilla vertical que forma la mitad del dipolo mientras
que la tierra actuacutea como la otra mitad Este tipo de antena tambieacuten se
utiliza en automoacuteviles y teleacutefonos inalaacutembricos (Figura 45) En este
caso la parte metaacutelica del automoacutevil o teleacutefono actuacutea como la otra mitad
del dipolo En los teleacutefonos celulares las antenas tipo Marconi evolu-
cionaron hacia las maacutes eficientes antenas fractales que permiten ocul-
tar la antena completamente en el interior del equipo (figura 46)
Figura 45 Propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacutetica
Los campos magneacuteticos generan campos eleacutectricos y vice-
versa La sentildeal radiada se propaga con la velocidad de la
luz
Figura 46 Figura 04-06 Interior de un teleacutefono celular
mostrando la antena fractal en el recuadro a la derecha (al-
fombra de Sierspinski)
Cuando la antena tiene las dimensiones adecuadas al aplicarle una
FEM alterna se logra que emita radiaciones al espacio que la rodea
Operando sobre la FEM y modificaacutendola de manera adecuada es posi-
ble usar la radiacioacuten para transmitir informacioacuten de todo tipo (sonido
imaacutegenes informacioacuten digitalizada) La energiacutea radiada se propaga a la
velocidad de la luz unos 300 000 kiloacutemetros por segundo en el vaciacuteo y
algo menor en otros medios
Espectro electromagneacutetico James Clerk Maxwell fiacutesico ingleacutes amplioacute las investigaciones de Mi-
chael Faraday sobre los campos electromagneacuteticos y logroacute encontrar las
relaciones matemaacuteticas que describen su comportamiento Sus resulta-
dos lo convirtieron en uno de los cientiacuteficos maacutes importantes del siglo
XIX Su obra maacutes importante es el Treatise on Electricity and Magne-
tism (1873) donde publicoacute su conjunto de cuatro ecuaciones diferen-
ciales o Leyes de Maxwell en las que se describe la naturaleza de los
campos electromagneacuteticos en teacuterminos de espacio y tiempo
Maxwell demostroacute que la propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacute-
tica en el vaciacuteo o en cualquier otro medio se describe de forma similar
a las ondas que se propagan en la superficie del agua cuando ocurre una
perturbacioacuten (por ejemplo como cuando se deja caer una piedra en
aguas tranquilas) La velocidad de propagacioacuten vp de la onda es la ve-
locidad con que se propaga o avanza la perturbacioacuten en el medio La
amplitud de la onda es el tamantildeo maacuteximo que alcanzan sus valles o
crestas al oscilar (figura 47) La intensidad de la onda se define como
la energiacutea por unidad de tiempo que es capaz de transportar a traveacutes de
la unidad de superficie perpendicular a la direccioacuten de propagacioacuten Se
mide en wattm2 Mientras mayor sea la amplitud de la onda mayor
seraacute su intensidad
Figura 47 Representacioacuten de una onda mecaacutenica
88
La distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos es la longi-
tud de onda (lambda) y el nuacutemero de veces que una cresta (o un va-
lle) se repite por segundo en una posicioacuten determinada es la frecuencia
(nuacute) de la onda Como se dijo anteriormente la frecuencia se expresa
en oscilaciones por segundo (Hz) La longitud de onda y la frecuencia
no son independientes Estos paraacutemetros se relacionan con la velocidad
de propagacioacuten por la expresioacuten vp =
En la onda que viaja por la superficie de una charca oscilan las mo-
leacuteculas de agua En la radiacioacuten electromagneacutetica lo que oscila son los
campos eleacutectrico y magneacutetico cada uno creando al otro continuamente
a medida que la onda avanza o se propaga con la velocidad de la luz
(Figura 48) Para tener una idea de lo que significa esta velocidad se
puede considerar que el periacutemetro de la tierra (su longitud) es de unos
40 000 kiloacutemetros por el ecuador Como en el vaciacuteo la luz recorre 300
000 km en un segundo en ese tiempo una onda de radio es capaz de dar
7 vueltas y media a la Tierra (En un medio diferente al vaciacuteo la veloci-
dad es algo menor pero muy poco)
Figura 48 Figura 04-08 Representacioacuten instantaacutenea de
una onda electromagneacutetica Los campos E y H son perpen-
diculares entre siacute y a la direccioacuten de propagacioacuten
Se le llama espectro electromagneacutetico al conjunto de todas las posibles
frecuencias con que puede presentarse una onda electromagneacutetica (tabla
41) Abarca una regioacuten muy amplia desde unas pocas decenas de Hz
hasta miles de millones de Hz Las propiedades de la onda electromag-
neacutetica variacutean notablemente en dependencia de su frecuencia las radia-
ciones de maacutes baja frecuencia constituyen las conocidas ondas de radio
(onda larga) la de maacutes alta frecuencia es la radiacioacuten gamma penetran-
te (de la letra griega ) que se produce en los elementos radiactivos o
en procesos subatoacutemicos tales como la aniquilacioacuten de un par electroacuten
positroacuten Las explosiones de supernovas y otros fenoacutemenos astrofiacutesicos
muy intensos tambieacuten generan cantidades apreciables de radiacioacuten γ
Dentro del intervalo comprendido entre las ondas de radio y la radia-
cioacuten γ se encuentran todas las demaacutes radiaciones onda corta radiacioacuten
infrarroja (IR) espectro visible ultravioleta (UV) y rayos X
TABLA 41
Espectro electromagneacutetico
f(Hz) (m) Denominacioacuten
102 - 1010 106 ndash 10-1 Ondas de radio
1010 - 1012 10-1 ndash 10-3 Microondas
1012 - 1014 10-3 ndash 10-6 Infrarrojo
1014 - 1015 10-6 ndash 10-7 Visible
1015 - 1016 10-7 ndash 10-8 Ultravioleta
1017 - 1020 10-9 ndash 10-11 Rayos X
gt 1020 lt 10-11 Rayos gamma
Los rayos gamma y los rayos X lsquodurosrsquo tienen una longitud de on-
da de entre 0005 y 05 nm (un nm o nanoacutemetro equivale a 10-9 m o
una milloneacutesima de miliacutemetro) Los rayos X lsquoblandosrsquo se superponen
con la radiacioacuten ultravioleta en longitudes de onda proacuteximas a los 50
nm El ultravioleta a su vez da paso a la luz visible que va aproxi-
madamente desde 380 hasta 760 nm Los rayos infrarrojos o radia-
cioacuten de calor se solapan con las frecuencias de radio de microondas
entre los 100000 y 400000 nm Por encima de esta longitud de onda
hasta unos 15000 metros el espectro estaacute ocupado por las diferentes
ondas de radio Maacutes allaacute de la zona de radio el espectro entra en la
regioacuten de bajas frecuencias cuyas longitudes de onda llegan a medir-
se en decenas de miles de kiloacutemetros
Transmisioacuten de sentildeales
Se reconoce al ingeniero italiano Guglielmo Marconi (1874-1937)
como el inventor del primer sistema praacutectico de transmisioacuten de in-
formacioacuten mediante sentildeales de radio a finales del siglo XIX En
1890 se interesaba por la telegrafiacutea sin hilos y hacia 1895 habiacutea in-
ventado un aparato con el que consiguioacute enviar sentildeales a varios kiloacute-
metros de distancia mediante una antena direccional En 1899 esta-
blecioacute la comunicacioacuten inalaacutembrica entre Inglaterra y Francia a traveacutes
del canal de la Mancha Las marinas italiana y britaacutenica pronto adop-
taron su sistema y hacia 1907 habiacutea alcanzado tal perfeccionamiento
que se establecioacute un servicio trasatlaacutentico de telegrafiacutea sin hilos para
uso puacuteblico
El descubrimiento de las ondas de radio dio lugar a un impetuoso
desarrollo de los medios de comunicacioacuten incluyendo la televisioacuten el
radar los sistemas de navegacioacuten la comunicacioacuten espacial y la telefo-
niacutea celular con infinidad de aplicaciones en otras ciencias como la me-
teorologiacutea y la astronomiacutea
Las ondas de radio son aquellas cuya frecuencia va desde unos po-
cos kilohertz (kHz) hasta 300 gigahertz (GHz) Un kilohertz equivale a
mil ciclos por segundo y un megahertz (MHz) a un milloacuten un gi-
gahertz equivale a 109 Hz o 1 000 MHz La denominada onda media de
los receptores de radio en amplitud modulada (AM) cubre el intervalo
535ndash1 605 kHz Las frecuencias mayores corresponden a las ondas
cortas de diferentes bandas
Las propiedades de las ondas de radio dependen de su frecuencia (o de su equivalente la longitud de onda ) por lo que usualmente se utili-zan ondas de radio de diferente para distintos fines Las ondas maacutes cortas poseen una frecuencia maacutes alta (maacutes oscilaciones por segundo) las maacutes largas tienen una frecuencia maacutes baja La relacioacuten entre y la frecuencia es
= c
donde c es la velocidad de la luz
En una atmoacutesfera uniforme la radiacioacuten electromagneacutetica se propa-
ga en liacutenea recta Como la superficie terrestre es praacutecticamente esfeacuterica
la comunicacioacuten radiofoacutenica a larga distancia solo es posible gracias a
que las ondas largas se reflejan en la ionosfera una regioacuten de la atmoacutes-
fera compuesta de varias capas de aire ionizado que se extiende desde
una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o
maacutes (Figura 49) En comparacioacuten la altura de vuelo de las liacuteneas aeacute-
reas comerciales es de 10 km
A estas alturas el aire estaacute enrarecido en extremo como si se hubiera hecho vaciacuteo con una bomba mecaacutenica Cuando las partiacuteculas gaseosas de la atmoacutesfera se ionizan a causa de la radiacioacuten ultravioleta del sol
tienden a permanecer ionizadas debido a las miacutenimas colisiones que se producen con otras partiacuteculas Estas partiacuteculas ionizadas son capaces de reflejar parcialmente las ondas de radio De ahiacute que soacutelo una parte de la energiacutea radiada por un transmisor hacia la ionosfera es transmitida ha-cia el exterior otra es absorbida y la restante es reflejada hacia la super-ficie de la Tierra Este uacuteltimo efecto permite la recepcioacuten de sentildeales de radio a distancias mucho mayores de lo que seriacutea posible con ondas que viajaran solo en liacutenea recta
Figura 49 Capas de la atmoacutesfera troposfera estratosfe-
ra mesosfera e ionosfera La curva quebrada indica la
temperatura seguacuten la escala superior
Las ondas de frecuencia superior a los 300 MHz ( lt 10 m) se sub-
dividen en cuatro categoriacuteas muy alta frecuencia (VHF del ingleacutes very
high frequency) ultra alta frecuencia (ultra high frequency UHF) su-
peralta frecuencia (super high frequency SHF) y extremadamente alta
frecuencia (extremely high frequency EHF) Estas ondas no se reflejan
en la ionosfera por lo que solo se pueden captar cuando el receptor se
encuentra en liacutenea recta con el emisor Sin embargo son muy uacutetiles en
las comunicaciones espaciales
Tambieacuten se usa el teacutermino microondas para designar las ondas elec-
tromagneacuteticas en la regioacuten de frecuencias UHF y EHF cuya longitud
de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm ( = 1 a 300
GHz) Las microondas tienen aplicaciones en las comunicaciones de
todo tipo viacutea sateacutelite en la meteorologiacutea la medicioacuten de distancias e
incluso se utilizan para cocinar alimentos en los hornos de microondas
En la tabla 42 aparece resumida la clasificacioacuten de las ondas de radio
de acuerdo con su frecuencia y su longitud de onda Al interaccionar
con la atmoacutesfera la atenuacioacuten no es la misma para todas las frecuen-
cias Las ondas con inferiores a unos pocos centiacutemetros son absorbi-
das por las gotas de agua o por las nubes las inferiores a 15 cm pueden
incluso quedar absorbidas por el vapor de agua que hay normalmente
en una atmoacutesfera limpia
TABLA 42
Clasificacioacuten de las ondas de radio
Frecuencia Denominacioacuten Abreviatura
3 ndash 30 kHz Muy baja frecuencia VLF 105 ndash 104 m
30-300 kHz Baja frecuencia LF 104 ndash 103 m
300-3 000 kHz Frecuencia media MF 103 ndash 102 m
3-30 MHz Alta frecuencia (on-
da corta)
HF 102 ndash 10 m
30-300 MHz Muy alta frecuencia VHF 10 ndash 1 m
300-3 000 MHz Frecuencia ultra alta UHF 1 m ndash 10 cm
3-30 GHz Frecuencia superalta SHF 10 ndash 1 cm
30-300 GHz Extremadamente alta EHF 1 cm ndash 1 mm
Transmisioacuten de potencia Horno de microondas
Una de las propiedades de la radiacioacuten de alta frecuencia al interaccio-
nar con muchos materiales es la de generar calor Los hornos de micro-
ondas funcionan en la regioacuten UHF a frecuencias cercanas a los 2 450
MHz La componente del campo eleacutectrico E de la onda interacciona
fuertemente con el momento dipolo eleacutectrico de las moleacuteculas del agua
93
y otras moleacuteculas polares que componen los alimentos Esas moleacuteculas
son forzadas a seguir las oscilaciones de la onda electromagneacutetica in-
crementaacutendose su movimiento de rotacioacuten y vibracioacuten al nivel micros-
coacutepico Un incremento microscoacutepico del movimiento se refleja en lo
macroscoacutepico como un aumento de temperatura que es transmitido a
los restantes aacutetomos y moleacuteculas por los mecanismos usuales de trans-
misioacuten del calor conveccioacuten conduccioacuten y radiacioacuten La conveccioacuten
se refiere al flujo circulatorio de gas o liacutequido desde las zonas maacutes ca-
lientes a las maacutes friacuteas la conduccioacuten al contacto directo entre soacutelidos
mientras que la radiacioacuten implica la transmisioacuten de calor por radiacioacuten
electromagneacutetica esencialmente en la regioacuten infrarroja-visible del es-
pectro (cap 5)
Las microondas no pueden penetrar en los recipientes metaacutelicos para
calentar la comida pues los metales reflejan las ondas de radio de la
misma forma que un espejo refleja la luz visible Sin embargo pueden
atravesar recipientes no metaacutelicos como vidrios ceraacutemicas o plaacutesticos
sin calentarlos para ser absorbidas solamente por los alimentos en su
interior Como la radiacioacuten penetra profundamente en los tejidos bioloacute-
gicos los alimentos se cocinan en profundidad a diferencia de lo que
ocurre en un horno convencional donde el calor se recibe solo en la
superficie y avanza lentamente de fuera hacia dentro Ademaacutes la ener-
giacutea solo se emplea en calentar los alimentos sin necesidad de elevar la
temperatura de los recipientes o de las paredes del horno Por ese moti-
vo los alimentos tardan menos en hornearse y se gasta mucha menos
energiacutea en el proceso
Cuando la intensidad de la radiacioacuten es muy alta la exposicioacuten a las
microondas puede ser muy peligrosa Tambieacuten es importante el tiempo
de exposicioacuten Tanto la alta intensidad como una larga exposicioacuten pue-
den ocasionar quemaduras cataratas oculares dantildeos en el sistema ner-
vioso o esterilidad Auacuten no se conocen bien los efectos de la exposi-
cioacuten a las microondas de baja intensidad durante largos periacuteodos
Cocina de induccioacuten
La cocina de induccioacuten trabajan a frecuencias mucho menores que las
de los hornos de microondas esencialmente en el intervalo de frecuen-
cias entre 20 y 100 kHz No calienta directamente los alimentos como
en los hornos sino que genera corrientes de Foucault en un material
ferromagneacutetico-resistivo adosado al fondo de la cazuela que finalmente
produce el calor que se emplea en cocinar los alimentos (figura 410)
Figura 410 Mecanismo del calentamiento por induccioacuten
Durante su funcionamiento el campo magneacutetico variable generado por
una bobina da origen a un campo eleacutectrico tambieacuten variable y ambos se
propagan en todas direcciones -no soacutelo como se muestra en la figura-
atravesando la vitroceraacutemica no absorbente Es la componente eleacutectrica
quien genera las corrientes y producen calentamiento por efecto Joule
en el material magneacutetico del fondo de la olla tal como ocurre en una
cocina de resistencia convencional
A diferencia de los hornos de microondas estas cocinas no se pue-
den utilizar con recipientes de loza barro tefloacuten o cualquier otro mate-
rial aislante Tampoco con cualquier recipiente de aluminio o cobre u
otro metal no magneacutetico pues a la frecuencia de trabajo de la cocina
estos metales reflejan la radiacioacuten electromagneacutetica con gran efectivi-
dad La otra diferencia esencial con los hornos de microondas donde
la radiacioacuten se mantiene confinada en su interior por paredes reflectan-
tes es que en una cocina de induccioacuten la radiacioacuten se dispersa en todas
direcciones generando contaminacioacuten electromagneacutetica en mayor o
menor grado
Investigaciones recientes muestran la posibilidad de efectos perjudicia-
les sobre los genes de diversos tipos de ceacutelulas mientras que por
95
otra parte no existen estudios que demuestren que ese intervalo de fre-
cuencias esas radiaciones sean inocuas especialmente a la intensidad
en que son emitidas con potencia suficiente para cocinar alimentos
Las posibles afectaciones incluyen efectos geneacuteticos en el feto en las
gestantes dada la cercaniacutea de la regioacuten abdominal a la fuente de radia-
ciones asiacute como roturas u otras alteraciones en los genes de espermato-
zoides y oacutevulos de personas adultas (ver artiacuteculo review de Lai H en
las referencias)
Estimacioacuten de distancias radar Los sistemas para medir distancias mediante la radiacioacuten estaacuten basados
en el radar palabra que se deriva del ingleacutes radio detection and ran-
ging El radar detecta objetos fuera del alcance de la vista y determina
a queacute distancia se encuentran al proyectar sobre ellos ondas de radio Se
comenzoacute a utilizar de manera generalizada durante la II Guerra Mun-
dial (1939-1945)
Su funcionamiento estaacute basado en la propiedad que tienen las ondas
electromagneacuteticas de reflejarse en determinadas superficies En un
equipo de radar un transmisor de radio de alta frecuencia emite un haz
de radiacioacuten durante un corto periacuteodo con una que puede ir desde
algunos centiacutemetros hasta cerca de 1 metro Los objetos que se hallan
en la trayectoria del haz reflejan las ondas de regreso hacia el transmi-
sor donde se coloca un receptor especialmente disentildeado para detectar-
las Midiendo por medios electroacutenicos el tiempo que tarda la sentildeal en ir
y regresar hasta el blanco y conocida la velocidad de propagacioacuten de la
sentildeal (asymp 300 000 kms) es posible calcular la distancia hasta el objeto
donde se reflejoacute el haz En un equipo de radar el proceso de transmi-
sioacuten-recepcioacuten de impulsos ocurre continuamente en fracciones de
segundo
El radar no solo detecta la presencia de un objeto remoto como un
avioacuten en el aire sino que es capaz de fijar su posicioacuten en el espacio su
tamantildeo y su forma aproximada asiacute como la direccioacuten de su movimien-
to y su velocidad
Aunque en sus oriacutegenes fue un instrumento beacutelico hoy se utiliza
ampliamente para fines paciacuteficos como la navegacioacuten mariacutetima y el
control de traacutefico aeacutereo El radar ha encontrado una aplicacioacuten casi
universal en la meteorologiacutea y la prediccioacuten del tiempo ademaacutes de
localizar perturbaciones importantes como los huracanes o los tornados
tambieacuten se usa para efectuar el seguimiento de las condiciones climato-
loacutegicas locales Los radares meteoroloacutegicos proporcionan informacioacuten
acerca del volumen de las precipitaciones y permiten alertar con antela-
cioacuten sobre posibles inundaciones Los maacutes recientes dan la posibilidad
de medir la velocidad del viento cuando hay tormenta a partir de un
fenoacutemeno conocido como efecto Doppler
Radares de otro tipo son utilizados por la policiacutea de traacutensito para de-
terminar la velocidad de los vehiacuteculos y cuantificar la densidad del
traacutefico en las calles principales Tambieacuten para controlar automaacutetica-
mente los semaacuteforos Por ejemplo hay sistemas que pueden proyectar
la luz roja automaacuteticamente si el vehiacuteculo se acerca a un cruce de cui-
dado con una velocidad por encima del liacutemite permitido
Resonancia magneacutetica Otro tipo de interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia en la regioacuten de
altas frecuencias es la resonancia magneacutetica Existen diversos tipos
nuclear paramagneacutetica electroacutenica ferromagneacutetica antiferromagneacutetica
de ondas de spin cuadrupolar nuclear y resonancia de spin de electro-
nes de conduccioacuten todas se aplican mayormente en la investigacioacuten
cientiacutefica Se describiraacute solamente la resonancia magneacutetica nuclear
(RMN) ya que es la maacutes conocida por haberse extendido su uso como
herramienta de diagnoacutestico en la medicina
La RMN no implica radiactividad ni ninguacuten otro tipo de radiacioacuten
ionizante pues se trabaja uacutenicamente en la regioacuten de radiofrecuencias
El nuacutecleo atoacutemico posee un momento magneacutetico N similar al momen-
to magneacutetico de spin del electroacuten s Como su valor es miles de veces
menor que el de s no es necesario tomarlo en cuenta al analizar las
propiedades diamagneacuteticas paramagneacuteticas o ferromagneacuteticas de una
determinada sustancia
Sin embargo cuando se hace incidir radiacioacuten de frecuencia ade-
cuada sobre una sustancia que a la vez estaacute sometida a un campo mag-
neacutetico estaacutetico de gran intensidad el momento magneacutetico nuclear es
capaz de interaccionar con esa radiacioacuten y absorber gran cantidad de
energiacutea Esto es precisamente lo que caracteriza una resonancia la
absorcioacuten soacutelo tiene lugar a una frecuencia especiacutefica (o en un intervalo
de frecuencias muy estrecho a su alrededor) y no a cualquier frecuen-
cia
97
Como fuente de radiacioacuten se utiliza una bobina por la que circula
una corriente alterna de frecuencia adecuada (figura 411)
La descripcioacuten de lo que ocurre seguacuten la fiacutesica claacutesica es la si-
guiente cuando el campo estaacutetico externo (de intensidad Bo en la figu-
ra) interacciona con los momentos magneacuteticos nucleares tiende a ali-
nearlos en una direccioacuten paralela a las liacuteneas de induccioacuten perpendicu-
lar al polo del electroimaacuten en la figura Sin embargo esta alineacioacuten no
llega a ser perfecta pues los momentos magneacuteticos tienen tendencia a
rotar alrededor de las liacuteneas de induccioacuten Este movimiento particular
de rotacioacuten se conoce como precesioacuten similar al cabeceo de los trom-
pos cuando van perdiendo velocidad se ha representado por la flecha (o
vector) en el recuadro a la derecha de la figura 411
Figura 411 Esquema de un experimento de reso-
nancia magneacutetica
El nuacutemero de rotaciones por segundo que realiza el vector es la fre-
cuencia de precesioacuten o que depende de Bo seguacuten la expresioacuten o =
4258Bo (o en MHz y Bo en T) Cuando la frecuencia de la sentildeal
externa aplicada coincide con o se produce la resonancia Asiacute para
lograr la resonancia de los protones del agua si Bo = 05 T se necesita
aplicar una sentildeal en la bobina de 213 MHz aproximadamente Esta
particularidad de interaccionar con los protones del agua se utiliza en
los equipos modernos de obtencioacuten de imaacutegenes por resonancia magneacute-
tica para diagnoacutestico meacutedico (capiacutetulo 6)
Deteccioacuten de metales El desarrollo de instrumentos capaces de detectar metales bajo tierra
mediante ondas de radio estaacute asociado a los primeros ensayos de em-
plear esas ondas en sistemas de orientacioacuten aeacuterea alrededor de 1920
Estos intentos proporcionaron versiones primitivas de los modernos
radiogonioacutemetros que se utilizan hoy diacutea en la navegacioacuten mariacutetima y
aeacuterea Se buscaba que los aviones fueran capaces de orientarse en diacuteas
muy nubosos o con niebla para esto se utilizaba como emisor de ondas
la torre transmisora de alguna estacioacuten local de radio de ubicacioacuten co-
nocida Como sistema receptor en el aeroplano capaz de determinar la
direccioacuten de la emisora se utilizaba una antena direccional en forma de
aro o anillo metaacutelico abierto con los extremos unidos por conductores
al equipo receptor de radio
La antena direccional funciona de la manera siguiente cuando el
plano de la circunferencia que forma la antena receptora se encuentra
paralelo a la liacutenea recta que va desde el avioacuten a la antena emisora la
recepcioacuten es maacutexima cuando este plano estaacute perpendicular a esa liacutenea
lo que equivale a rotar la antena frac14 de vuelta de su posicioacuten de maacutexima
recepcioacuten la recepcioacuten es praacutecticamente nula La mayoriacutea de los recep-
tores de amplitud modulada (AM) poseen en su interior antenas de este
tipo en forma de bobina con muchas vueltas de alambre (enrolladas
usualmente sobre un nuacutecleo de ferrita figura 412) por lo que la inten-
sidad de la recepcioacuten depende fuertemente de la orientacioacuten del recep-
tor respecto a la emisora Cuando el extremo de la bobina apunta direc-
tamente hacia la fuente emisora la sentildeal es miacutenima y puede llegar a
anularse totalmente
Figura 412 Dependencia de la recepcioacuten de la
sentildeal en funcioacuten del aacutengulo de la antena con la ra-
diacioacuten incidente
Este efecto de recepcioacuten nula cuando la espira estaacute orientada hacia la
direccioacuten de la fuente emisora es el principio baacutesico de operacioacuten de los
antiguos sistemas de orientacioacuten aeacuterea pues la posicioacuten de no recep-
cioacuten es muy precisa y se utilizaba para situar al avioacuten en la direccioacuten
determinada
La direccioacuten que se iba a seguir se determinaba girando la antena re-
ceptora hasta obtener sentildeal cero El piloto podiacutea entonces ir corrigiendo
a conveniencia la direccioacuten del vuelo hasta lograr la direccioacuten deseada
Sin embargo ya desde los primeros intentos de llevar a cabo esta
teacutecnica de orientacioacuten surgiacutean errores significativos cuando se sobrevo-
laban determinados territorios Diferentes pilotos en diversos aviones
guiaacutendose por la misma estacioacuten emisora encontraban siempre los
mismos errores en los mismos lugares Investigaciones posteriores re-
velaron que donde ocurriacutean las interferencias habiacutea yacimientos mine-
rales con alto contenido de metal o existiacutean grandes construcciones de
ese material como por ejemplo el techo de tejas metaacutelicas de una gran
faacutebrica
Finalmente se logroacute encontrar la siguiente explicacioacuten una antena
emisora emite radiacioacuten en todas direcciones Si la sentildeal posee suficien-
te intensidad seraacute capaz de inducir corrientes significativas en un buen
conductor como un techo metaacutelico o un gran tanque de agua o combus-
tible Esas corrientes inducidas son capaces de emitir a su vez una
sentildeal secundaria con la frecuencia de la fuente original tambieacuten en
todas direcciones aunque de mucha menor intensidad No obstante si
el receptor utilizado en un avioacuten es sensible las sentildeales secundarias se
detectaraacuten superpuestas a la sentildeal original cuando el avioacuten se encuentra
cerca de la fuente secundaria
Para obtener la sentildeal cero que serviacutea de referencia al piloto el plano
de la antena del avioacuten debiacutea estar perfectamente perpendicular a la di-
reccioacuten de la antena emisora Como la radiacioacuten de la antena emisora y
la reflejada por el emisor secundario no proveniacutean de la misma direc-
cioacuten no era posible lograr que la sentildeal en la antena receptora del avioacuten
se anulara totalmente y de ahiacute los errores de orientacioacuten detectados
(que pueden corregirse faacutecilmente una vez conocido su origen)
Se atribuye al teacutecnico de sistemas de navegacioacuten aeacuterea Gerhard Fis-
her la sugerencia de que la radiacioacuten secundaria emitida por el metal
podiacutea ser utilizada para la deteccioacuten de metales soterrados Esa praacutectica
ha tenido un gran desarrollo hasta nuestros diacuteas
100
Los detectores de metal contemporaacuteneos utilizan una sola antena
que trabaja alternadamente como emisor y receptor durante fracciones
de segundo en forma similar a como lo hace la antena de radar La
antena va ubicada en una especie de plato llano colocado en el extremo
de una barra o mango de sujecioacuten que contiene los circuitos electroacuteni-
cos y la bateriacutea que energiza el instrumento (figura 413)
Figura 413 Detector de metales Tomado de
httpschoolmechuwaeduau
En su estado baacutesico de funcionamiento el equipo no detecta sentildeal
alguna Cuando el plato se desplaza cerca del suelo o de una pared don-
de se halla enterrado alguacuten objeto metaacutelico como por ejemplo una
tuberiacutea aparece una sentildeal de rechazo causada por la radiacioacuten secun-
daria emitida por el metal Esa sentildeal origina una FEM inducida en la
antena que se puede amplificar por medios electroacutenicos para generar
sonido en un audiacutefono desviar una aguja indicadora o emitir una sentildeal
luminosa revelando asiacute la presencia del metal oculto
Un detector tiacutepico en el mercado pesa 375 libras opera a la fre-
cuencia de 12 kHz tiene sintoniacutea manual o automaacutetica a eleccioacuten es
capaz de indicar la profundidad a que se encuentra el metal y se energi-
za con 8 bateriacuteas tipo AA capaces de mantener trabajando el instru-
mento de 25 a 35 horas en reacutegimen de bajo consumo (utilizando audiacute-
fonos para ahorrar energiacutea) Los detectores maacutes sofisticados son capa-
ces de diferenciar entre diversos metales
101
Sistemas de deteccioacuten basados en principios similares se emplean en
el control de aduana de los aeropuertos para revelar la posible presencia
de armas ocultas las bobinas estaacuten insertadas en el marco de una puerta
que el viajero debe atravesar Tambieacuten existen detectores portaacutetiles del
tamantildeo aproximado de un teleacutefono celular en este caso un operador
desplaza el instrumento cerca de la persona examinada a pocos centiacute-
metros de los lugares del cuerpo de donde pudiera existir alguacuten arma
disimulada
En algunos paiacuteses son bastante comunes los buscadores de tesoros
aficionados que dedican su tiempo libre a hacer campismo en locacio-
nes donde hubo asentamientos humanos en otras eacutepocas o se efectua-
ron batallas importantes Los buscadores utilizan el detector de metal
para rastrear monedas antiguas armas hebillas adornos o cualquier
otro objeto metaacutelico algunos de estos objetos pueden alcanzar un gran
valor en la actualidad Otros se dedican a buscar anillos monedas o
prendas de valor perdidas en las arenas de las playas
Tambieacuten se construyen detectores especializados para buscar debajo
del agua Hay revistas dedicadas exclusivamente a estos temas que
aconsejan doacutende y coacutemo buscar reportan hallazgos de importancia y
ofrecen consejos teacutecnicos sobre los instrumentos a utilizar En los con-
flictos beacutelicos se utilizaron por mucho tiempo detectores de minas simi-
lares a los empleados por los buscadores de tesoros Actualmente no
son muy efectivos dada la proliferacioacuten de minas de plaacutestico y de ma-
dera desarrolladas precisamente con el fin de evitar su deteccioacuten me-
diante estos instrumentos
El radar de penetracioacuten terrestre Tambieacuten conocido como radar de sondeo terrestre o georradar el RPT
es un instrumento que trabaja en forma muy parecida a un radar con-
vencional Se considera que se aplicoacute por primera vez en Austria en
1929 para determinar el espesor de un glaciar Su antena transmisora
enviacutea pulsos cortos de alta frecuencia hacia la tierra Cuando la radia-
cioacuten encuentra un objeto o una frontera con diferente permitividad die-
leacutectrica aparecen variaciones en la sentildeal reflejada e informacioacuten de la
distancia a que se encuentra Hay muchos tipos y modelos especializa-
dos para diferentes aplicaciones 102
La profundidad de penetracioacuten de la sentildeal estaacute limitada por la con-
ductividad del terreno la frecuencia utilizada y la potencia radiada
Cuando la conductividad del suelo aumenta la penetracioacuten disminuye
porque la radiacioacuten se disipa maacutes faacutecilmente en forma de calor Las
altas frecuencias proporcionan mejor resolucioacuten pero penetran menos
que las bajas frecuencias En los suelos arenosos o en materiales com-
pactos y secos como el granito la piedra caliza y el hormigoacuten usual-
mente se logra una buena penetracioacuten (hasta 15 metros) En los suelos
huacutemedos o arcillosos u otros con alta conductividad eleacutectrica la pene-
tracioacuten es algunas veces de solo unos pocos centiacutemetros En el hielo la
radiacioacuten penetra cientos de metros
El radar de penetracioacuten terrestre se puede utilizar en gran cantidad
de medios diferentes que incluyen rocas suelos hielo agua pavimen-
tos y estructuras Puede detectar objetos enterrados cambios en el ma-
terial del suelo y subsuelo hendiduras y cavidades En las ciencias de la
tierra se usa para estudiar los lechos de roca el agua subterraacutenea y el
hielo Las aplicaciones de ingenieriacutea incluyen ensayos no destructivos
de estructuras y pavimentos la localizacioacuten de tuberiacuteas soterradas y el
estudio de las caracteriacutesticas del terreno En la arqueologiacutea se usa para
hacer levantamientos y mapas de yacimientos y sitios arqueoloacutegicos en
lo militar para la deteccioacuten de minas explosivos sin detonar y tuacuteneles
Una determinacioacuten tiacutepica con un equipo de RPT proporciona un per-
fil o seccioacuten laminar bajo la superficie Un conjunto de perfiles sirve
para construir una imagen tridimensional tomograacutefica Los datos se
pueden representar como bloques tridimensionales o en forma de cor-
tes horizontales o verticales Los cortes horizontales son mapas planos a
una profundidad determinada y por ello suelen ser los favoritos de los
arqueoacutelogos
103
CAPIacuteTULO 5
RADIACIOacuteN DE MAacuteS ALTA FRECUENCIA
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Las propiedades de la radiacioacuten electromagneacutetica difieren notablemente
de las propiedades de la sustancia Por ejemplo la radiacioacuten no posee
masa en reposo (no es posible pesarla en una balanza aunque en deter-
minadas condiciones siacute resulta posible asociarle una cierta masa efecti-
va) No obstante en la medida que la longitud de onda disminuye y la
frecuencia aumenta la radiacioacuten comienza a manifestar propiedades
no del todo acordes con una onda A frecuencias suficientemente altas
la energiacutea que la radiacioacuten es capaz de entregar no se transfiere de for-
ma continua sino en cantidades especiacuteficas o cuantos de valor ε = h
como si en vez de una onda estuvieacuteramos en presencia de un lsquochorrorsquo o
flujo de partiacuteculas (figura 51) En la expresioacuten anterior h es una cons-
tante de valor conocido la constante de Planck
Figura 51 Efecto fotoeleacutectrico
104
Se acostumbra designar esta caracteriacutestica muy particular de la ra-
diacioacuten electromagneacutetica como dualidad partiacutecula-onda indicando asiacute
que la radiacioacuten tiene un comportamiento que mezcla particularidades
de una onda y de un flujo de partiacuteculas Esta dualidad es praacutecticamente
indetectable en las ondas de radio pero en la regioacuten del espectro visible
y por encima de este se manifiesta en toda su plenitud
Las partiacuteculas luminosas fueron nombradas fotones por Albert
Einstein quien logroacute dar explicacioacuten al hasta entonces inexplicable
efecto fotoeleacutectrico que consiste en la expulsioacuten de electrones de un
metal cuando sobre eacutel incide luz de determinada frecuencia Einstein
consideroacute que cuando un electroacuten interacciona con un fotoacuten absorbe
toda su energiacutea h Si esa energiacutea es suficiente para vencer las fuerzas
de atraccioacuten de los nuacutecleos atoacutemicos el electroacuten es expulsado del me-
tal
La dualidad de la luz se manifiesta incluso en la expresioacuten matemaacute-
tica de su energiacutea ε = h pues ε se refiere a una partiacutecula especiacutefica y
es la frecuencia que se obtiene suponiendo que la radiacioacuten es una
onda no una partiacutecula Sin embargo a pesar de esta contradiccioacuten on-
da-partiacutecula el concepto dual funciona perfectamente y permitioacute prede-
cir (incluso cuantitativamente) lo que sucederiacutea en diversas situaciones
desconocidas La teoriacutea de Einstein logroacute explicar muchas caracteriacutesti-
cas del efecto fotoeleacutectrico que no podiacutean explicarse considerando la
luz como una onda electromagneacutetica Por ejemplo la energiacutea maacutexima
de los electrones expulsados es independiente de la intensidad de la luz
efecto imposible de explicar a partir del modelo ondulatorio El caraacutecter
dual de la radiacioacuten se verificoacute completamente en otros experimentos
posteriores y es hoy aceptado universalmente
El teacutermino efecto fotoeleacutectrico tambieacuten puede referirse a otros tres
procesos la fotoionizacioacuten la fotoconduccioacuten y el efecto fotovoltaico
La fotoionizacioacuten es la ionizacioacuten de un gas por la luz u otra radiacioacuten
electromagneacutetica Si los fotones tienen suficiente energiacutea logran sepa-
rar uno o maacutes electrones externos de los aacutetomos de gas
En la fotoconduccioacuten los electrones de sustancias soacutelidas cristalinas
no conductoras absorben la energiacutea de los fotones y adquieren asiacute sufi-
ciente energiacutea para poder conducir la electricidad En el efecto fotovol-
taico de los semiconductores los fotones crean pares electroacuten-hueco
105
Un lsquohuecorsquo es la falta de un electroacuten en un enlace quiacutemico y se
comporta como una partiacutecula en determinadas condiciones Las celdas
solares o celdas fotoeleacutectricas hechas de silicio arseniuro de galio u
otro material similar convierten directamente la radiacioacuten en electrici-
dad mediante el efecto fotovoltaico
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Las radiaciones electromagneacuteticas se pueden clasificar en dos grandes
grupos en dependencia de si pueden arrancar electrones de la envoltura
atoacutemica o no radiaciones ionizantes y no ionizantes
Las ionizantes son aquellas que corresponden a frecuencias muy al-
tas (ultravioleta (UV) lejano rayos X y rayos ) donde la energiacutea es
suficiente para romper los enlaces quiacutemicos e ionizar los aacutetomos A las
frecuencias maacutes bajas (luz visible microondas y radio) la energiacutea del
fotoacuten no es suficiente para romper enlaces quiacutemicos la radiacioacuten es no
ionizante En la tabla 51 aparecen algunas caracteriacutesticas de la interac-
cioacuten de la radiacioacuten con la sustancia incluyendo las ondas de radio ya
analizadas en el capiacutetulo 4
TABLA 51
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia
Tipo
de radiacioacuten Caracteriacutesticas
Ionizante Ioniza o rompe las moleacuteculas (UV lejano
rayos X y )
No ionizante
(oacuteptica)
Excita los electrones e induce reacciones quiacute-
micas (UV cercano visible e IR)
No ionizante
(radio tipo A)
Induce corrientes e interacciona con los dipo-
los produciendo el calentamiento de los tejidos
(microondas y radio AF)
No ionizante
(radio tipo B)
Praacutecticamente no produce calentamiento
(campos de frecuencia industrial y radio por
debajo de 1 MHz)
106
Radiacioacuten y organismo vivo
Tanto la radiacioacuten ionizante como la no ionizante pueden causar efectos
notables en los tejidos Las radiaciones UV visible e IR dan lugar a la
excitacioacuten electroacutenica de las moleacuteculas aunque no a su ionizacioacuten Sin
embargo esa excitacioacuten puede favorecer alguacuten tipo de reaccioacuten foto-
quiacutemica Ejemplos tiacutepicos son la fotosiacutentesis en las plantas y la produc-
cioacuten de vitamina D en la piel bajo la accioacuten de la luz solar
Las emisiones de radio y microondas por encima de 1 MHz pueden
inducir calor directamente en los tejidos mediante diferentes efectos
Por debajo de 1 MHz la radiacioacuten es muy poco eficiente para producir
calor la correspondiente longitud de onda es mayor que la longitud
del cuerpo humano y la radiacioacuten lo atraviesa sin mayores efectos co-
nocidos En esta uacuteltima regioacuten se incluyen las ondas de radio de baja
frecuencia y las de frecuencia industrial asociadas a las liacuteneas de
transmisioacuten de la energiacutea eleacutectrica (50 o 60 Hz seguacuten el paiacutes conside-
rado)
La capacidad de penetracioacuten en los organismos vivos tampoco es la
misma para los diferentes tipos de radiacioacuten electromagneacutetica Las on-
das de radio y los rayos X son capaces de atravesar faacutecilmente las sus-
tancias bioloacutegicas mientras que la radiacioacuten visible y ultravioleta se
absorbe completamente en su superficie En las tablas 52 y 53 se re-
sume la clasificacioacuten de las radiaciones ionizantes y no ionizantes
atendiendo a su frecuencia asiacute como algunas de sus aplicaciones en las
regiones de radio y microondas
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Radiaciones infrarroja y visible
Cuando la longitud de onda de la radiacioacuten es del orden de varios cien-
tos de nanoacutemetros nos encontramos en la regioacuten del espectro corres-
pondiente al infrarrojo (IR) visible y ultravioleta (UV) La longitud de
onda de la radiacioacuten IR es menor que la de las ondas de radio y mayor
que la de la luz visible la longitud de onda variacutea entre 0001 y 1 mi-
liacutemetro aproximadamente Su efecto principal al incidir sobre cualquier
objeto es generar calor y elevar la temperatura de su superficie La ra-
diacioacuten infrarroja es la principal responsable de la sensacioacuten de calor
que se siente al acercar la mano a un objeto caliente aunque este no se
encuentre en estado incandescente ni emita luz
Todos los cuerpos incluyendo el cuerpo humano emiten radiacioacuten
infrarroja en mayor o menor grado razoacuten por la cual esa radiacioacuten se
puede utilizar para obtener imaacutegenes de objetos lejanos ocultos por la
bruma atmosfeacuterica que dispersa la luz visible pero no la radiacioacuten
infrarroja
La fotografiacutea infrarroja desarrollada hacia 1880 se ha convertido en
la actualidad en una importante herramienta de diagnoacutestico en la agri-
cultura la industria y la medicina En este uacuteltimo caso el empleo de
teacutecnicas infrarrojas permite observar situaciones patoloacutegicas que no
pueden verse a simple vista o en una radiografiacutea
En medicina se llama termografiacutea a la medida del calor corporal
emitido por la piel Mediante placas fotograacuteficas o receptores de ima-
gen sensibles a los rayos infrarrojos se pueden obtener termogramas de
la totalidad o parte del cuerpo Las variaciones de la temperatura en la
epidermis dependen entre otros factores del nuacutemero de vasos sanguiacute-
neos y de su cercaniacutea a la superficie corporal Imaacutegenes anormales
permiten diagnosticar una enfermedad Por ejemplo un punto caliente
en un lugar no acostumbrado puede indicar el desarrollo de un caacutencer
mientras que un punto friacuteo puede indicar un bloqueo del torrente san-
guiacuteneo como el producido por una trombosis
Dispositivos infrarrojos como los empleados en los conflictos beacuteli-
cos permiten ver objetos en la oscuridad e incluso a traveacutes de otros
objetos La teledeteccioacuten mediante fotografiacutea infrarroja aeacuterea y orbital
se ha empleado para observar las condiciones de las cosechas y el dantildeo
producido por insectos y enfermedades en grandes zonas agriacutecolas asiacute 110
como para localizar depoacutesitos minerales En los uacuteltimos antildeos la detec-
cioacuten IR se ha aplicado intensamente en la astronomiacutea
La naturaleza nos ha dotado de un instrumento que permite detectar
la radiacioacuten electromagneacutetica en el intervalo aproximado de 380 a 760
nanoacutemetros ese instrumento es el ojo El ojo humano es un oacutergano
complejo que posee un lente capaz de adaptarse a la distancia del objeto
que se enfoca para obtener una imagen niacutetida (el cristalino) Los conos
y los bastoncillos ceacutelulas especializadas en el fondo del ojo son capa-
ces de separar diferentes longitudes de onda proporcionaacutendonos dife-
rentes sensaciones de color Asiacute la radiacioacuten de longitud de onda cer-
cana a los 380 nm produce la sensacioacuten de violeta mientras que la de
760 nm produce la sensacioacuten de rojo Las longitudes de onda interme-
dias proporcionan todos los restantes colores de forma continua pasan-
do del rojo a los tonos naranjas amarillos verdes azules y violetas a
medida que la longitud de onda disminuye (figura 52)
Figura 52 Espectro visible
Estiacutemulos fiacutesicos diferentes pueden producir una misma sensacioacuten
de color en el ojo Asiacute una mezcla de luces roja y verde de intensidades
apropiadas parece exactamente igual a una luz amarilla espectral aun-
que la mezcla no contiene radiacioacuten de longitud de onda correspondien-
te al amarillo Se puede lograr cualquier sensacioacuten de color mezclando
diversas intensidades de luz roja azul y verde Por eso estos colores se
denominan ldquoaditivos primariosrdquo Si se mezclan los colores primarios
con intensidades aproximadamente iguales se produce la sensacioacuten de
luz blanca
Ademaacutes existen parejas de colores espectrales puros que al mezclar-
los en la proporcioacuten adecuada tambieacuten producen luz blanca se deno-
minan ldquocolores complementariosrdquo Entre esos pares figuran determina-
dos amarillos y azules o rojos y verdes azulados Esta propiedad se usa
para obtener los colores adecuados en las pantallas luminosas de televi-
sores y monitores de computadoras
Muchas fuentes de luz artificiales o naturales como el Sol emiten
luz blanca que es en realidad una mezcla de muchas longitudes de onda
Cuando esta luz pasa por un prisma se separa en sus componentes es-
pectrales (cada longitud de onda se desviacutea o refracta un aacutengulo dife-
rente) y se obtiene un haz coloreado La luz roja es la que menos se
refracta y la violeta la maacutes refractada El fenoacutemeno es faacutecilmente de-
tectable en los bordes biselados de un espejo o de cualquier otro objeto
transparente La dispersioacuten de la luz tambieacuten tiene lugar en la atmoacutesfera
tras la lluvia cuando quedan pequentildeas gotas de agua pulverizada como
remanentes Esas pequentildeas gotas actuacutean como prismas dando lugar al
arco iris
No es posible en tan breve espacio hacer una descripcioacuten detallada
de todos los posibles fenoacutemenos y aplicaciones en los que interviene la
luz visible ni siquiera mencionar los maacutes importantes Cualquier carre-
ra de ciencias e ingenieriacutea usualmente dedica todo un semestre o buena
parte de eacutel al estudio de la oacuteptica y las propiedades y aplicaciones de la
luz visible (refraccioacuten interferencia difraccioacuten absorcioacuten cuantifica-
cioacuten presioacuten de la luzhellip) Es por eso que solo hemos seleccionado dos
ejemplos que ilustran la gran importancia de la radiacioacuten visible en el
mundo que nos rodea
Fotosiacutentesis
Como primer ejemplo consideremos la fotosiacutentesis Este es el proceso
mediante el cual los organismos con clorofila como las plantas verdes
las algas y algunas bacterias reciben energiacutea de la luz y la utilizan para
elaborar diferentes productos quiacutemicos Conjuntamente se consume
CO2 y se produce oxiacutegeno
Con la excepcioacuten de la pequentildea contribucioacuten de las fuentes eoacutelicas
geoteacutermicas hidroeleacutectricas fotovoltaicas y las plantas de energiacutea nu-
clear praacutecticamente toda la energiacutea restante que consume la biosfera
terrestre procede de la fotosiacutentesis Las plantas absorben la energiacutea
solar directamente en forma de radiacioacuten para desarrollarse los herbiacute-
voros absorben esa energiacutea indirectamente al nutrirse de las plantas y
los carniacutevoros tambieacuten la recolectan cuando se alimentan de los herbiacute-
voros Ademaacutes los combustibles foacutesiles como el petroacuteleo y la hulla
almacenan la energiacutea solar capturada hace millones de antildeos mediante la
fotosiacutentesis
Una ecuacioacuten generalizada y no ajustada de la fotosiacutentesis en pre-
sencia de luz seriacutea
CO2 + 2H2A + luz + clorofila = (CH2) + H20 + H2A
donde el teacutermino H2A de la foacutermula representa un compuesto oxida-
ble del cual se pueden extraer electrones CO2 es el dioacutexido de carbono
y CH2 una generalizacioacuten de los hidratos de carbono que incorpora el
organismo vivo La clorofila actuacutea como catalizador y no se transfor-
ma En la gran mayoriacutea de las algas y las plantas verdes H2A es agua
(H2O) pero en algunas bacterias fotosinteacuteticas H2A es anhiacutedrido sulfuacute-
rico (H2S)
La fotosiacutentesis con agua es la maacutes importante y conocida tiene lugar
en dos etapas la primera consiste en una serie de reacciones que de-
penden de la luz y son independientes de la temperatura la segunda
etapa consiste en otra serie de reacciones que dependen de la tempera-
tura y son independientes de la luz La ecuacioacuten completa y ajustada de
la fotosiacutentesis para la glucosa en la que el agua actuacutea como donante de
electrones y en presencia de luz es
6CO2 + 12H20 = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Laacuteser El laacuteser es un ejemplo de instrumento oacuteptico que ha tenido un sinfiacuten de
aplicaciones en ramas muy diversas de la ciencia y la tecnologiacutea mo-
derna Del ingleacutes Light Amplification by Stimulated Emission of Radia-
tion fue inventado alrededor de 1960 pero no estaacute del todo clara su
paternidad
Una fuente de luz ordinaria se caracteriza porque la radiacioacuten emiti-
da desde cada punto de la fuente oscila en forma independiente de la
emitida por los restantes puntos la radiacioacuten no es coherente Los laacutese-
res son laacutemparas que emiten luz en forma coherente logrando que las
radiaciones emitidas por todos los puntos de la fuente oscilen al uniacute-
sono en fase o de forma acompasada una representacioacuten de lo que esto
significa aparece en la figura 53 La coherencia hace que la luz laacuteser
pueda ser extremadamente intensa muy direccional y con una gran
pureza de color
Existen laacuteseres que trabajan en frecuencias que van desde el infra-
rrojo hasta los rayos X Seguacuten la sustancia que emplean para generar la
luz suelen denominarse de estado soacutelido de gas a semiconductores y
liacutequidos 113
En un laacuteser los aacutetomos de determinadas sustancias lsquoalmacenanrsquo la
luz durante fracciones de segundo y la emiten posteriormente en forma
coherente Primero los electrones de los aacutetomos en la sustancia activa
son llevados a un estado excitado por una fuente de radiacioacuten externa
despueacutes esos aacutetomos son estimulados para que emitan la energiacutea alma-
cenada en forma de fotones mediante un proceso conocido como emi-
sioacuten estimulada
Figura 53 Esquema de un laacuteser de rubiacute y formacioacuten del haz de luz coherente
Los fotones emitidos tienen una frecuencia que depende de los aacuteto-
mos de la sustancia en cuestioacuten y se desplazan en forma coherente con
los fotones de la radiacioacuten que los estimula estos fotones chocan a su
vez con otros aacutetomos excitados y liberan nuevos fotones De esta forma
la luz se va amplificando a medida que los fotones se desplazan en uno
u otro sentido entre dos espejos paralelos desencadenando nuevas emi-
siones estimuladas Al mismo tiempo parte de la luz se ldquofiltrardquo por uno
de los espejos que es solo parcialmente reflectante y puede entonces
ser utilizada con fines praacutecticos
La excitacioacuten se realiza mediante la luz de tubos de destello de xe-
noacuten laacutemparas de arco o laacutemparas de vapor metaacutelico Normalmente el
laacuteser funciona por pulsos generando destellos de luz intensa de muy
corta duracioacuten
La figura 53 muestra el esquema de uno de los primeros laacuteseres el
de rubiacute Aunque el rubiacute es una piedra preciosa de origen mineral es
posible obtener rubiacutees sinteacuteticos a partir de una mezcla de oacutexidos de
aluminio y cromo a altas temperaturas La siacutentesis permite optimizar la
forma y contenido de impurezas del producto final con vistas a su apli-
cacioacuten Los iones de Cr3+ son capaces de excitarse con una fuente de
xenoacuten y emitir luz roja de gran intensidad Los extremos de la varilla se 114
tallan de forma que las superficies de los extremos sean paralelas y
tengan una longitud adecuada y se recubren con una capa reflectante
no metaacutelica para formar los espejos
El principal peligro al trabajar con laacuteseres es el dantildeo ocular ya que
el ojo concentra la luz laacuteser igual que cualquier otro tipo de luz Por
eso el haz del laacuteser no debe nunca incidir sobre los ojos ni siquiera por
reflexioacuten
Los usos actuales del laacuteser son praacutecticamente ilimitados En la in-
dustria se emplean como fuente de calor muy localizada Es posible
enfocar sobre un punto pequentildeo un haz de laacuteser potente con lo que se
logra una enorme densidad de energiacutea capaz de calentar fundir o vapo-
rizar materiales de forma precisa Se usan para taladrar diamantes mo-
delar maacutequinas herramientas recortar componentes microelectroacutenicos
grabar datos en discos compactos CD y DVD cortar patrones de mo-
das y sintetizar nuevos materiales
El potente y breve pulso producido por un laacuteser tambieacuten hace posi-
bles fotografiacuteas de alta velocidad con un tiempo de exposicioacuten de algu-
nas billoneacutesimas de segundo Tambieacuten se utilizan laacuteseres para medir
distancias con gran precisioacuten y alinear las estructuras en la construccioacuten
de carreteras y edificios
En la investigacioacuten cientiacutefica se emplean para detectar los movi-
mientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodeacutesicas son
los detectores maacutes eficaces de ciertos tipos de contaminacioacuten atmosfeacute-
rica y se han empleado igualmente para determinar la distancia varia-
ble entre la Tierra y la Luna
Como la luz del laacuteser es muy direccional y monocromaacutetica resulta
faacutecil detectar cantidades muy pequentildeas de luz dispersa o modificacio-
nes en su frecuencia al interaccionar con las sustancias midiendo estos
cambios los cientiacuteficos han conseguido estudiar las estructuras internas
de las moleacuteculas
Los laacuteseres han hecho que se pueda determinar la velocidad de la luz
con una precisioacuten sin precedentes tambieacuten permiten inducir reacciones
quiacutemicas de forma selectiva y detectar la existencia de trazas de impu-
rezas en una muestra La luz de un laacuteser puede viajar largas distancias
por el espacio exterior con una pequentildea reduccioacuten de la intensidad de la
sentildeal A causa de su alta frecuencia la luz laacuteser puede transportar por
ejemplo 1000 veces maacutes canales de televisioacuten de lo que transportan las
microondas por lo que el laacuteser resulta ideal para las comunicaciones
espaciales
Se han desarrollado fibras oacutepticas de baja peacuterdida que transmiten luz
laacuteser para la comunicacioacuten terrestre en sistemas telefoacutenicos y redes de
computadoras Se han empleado teacutecnicas laacuteser para registrar informa-
cioacuten con una densidad muy alta por ejemplo la luz laacuteser simplifica el
registro de un holograma sistema que permite grabar y reconstruir
imaacutegenes tridimensionales Los sistemas de guiado por laacuteser para misi-
les aviones y sateacutelites son muy comunes en la tecnologiacutea militar
Finalmente el laacuteser tambieacuten se usa intensamente en la medicina
Utilizando haces intensos y estrechos es posible cortar y cauterizar cier-
tos tejidos en una fraccioacuten de segundo sin dantildear al tejido sano circun-
dante Se ha empleado el laacuteser para ldquosoldarrdquo la retina perforar el craacute-
neo reparar lesiones y cauterizar vasos sanguiacuteneos
Radiacioacuten ultravioleta Es la radiacioacuten electromagneacutetica cuyas longitudes de onda se en-
cuentran entre el liacutemite de la luz violeta (380 nm) y el extremo de la
regioacuten de los rayos X (15 nm) La radiacioacuten UV se puede producir arti-
ficialmente mediante laacutemparas de arco la de origen natural proviene
principalmente del Sol Puede ser dantildeina para los seres vivos sobre
todo cuando su longitud de onda es pequentildea La de inferior a 300 nm
se emplea para esterilizar porque mata las bacterias y los virus Esa
misma radiacioacuten puede producir quemaduras en los seres humanos si
es intensa Una exposicioacuten prolongada durante antildeos a esta radiacioacuten
aunque sea de baja intensidad puede provocar fotodegradacioacuten (la piel
se reseca y arruga) o caacutencer en la piel
La atmoacutesfera terrestre protege a los organismos vivos de la radiacioacuten
UV del Sol Si toda la radiacioacuten UV proveniente del Sol llegara a la
superficie terrestre muy probablemente acabariacutea con la mayor parte de
la vida en el planeta Afortunadamente la capa de ozono que se en-
cuentra en una regioacuten de aproximadamente entre 20 y 30 km de altura a
una concentracioacuten de 2 a 8 partes por milloacuten absorbe casi toda la radia-
cioacuten UV de pequentildea y gran parte de la correspondiente a las longitu-
des de onda mayores
El ozono (O3) es un gas compuesto por tres aacutetomos de oxiacutegeno y se
forma por la accioacuten de la luz solar UV de alta energiacutea (200-240 nm)
sobre el oxiacutegeno molecular (O2) en un proceso que se puede represen-
tar como 3O2 + radiacioacuten solar = 2O3 Por otra parte la radiacioacuten UV
menos energeacutetica de mayor (hasta los 280 nm) es capaz de disgregar
las moleacuteculas de ozono convirtieacutendolo en el oxiacutegeno original Esta
radiacioacuten tambieacuten perjudicial a las personas es asimismo absorbida
durante este proceso Se crea asiacute un equilibrio beneficioso para las
personas donde se crea y destruye ozono continuamente a la vez que se
absorbe la radiacioacuten UV perjudicial antes que llegue a tierra La radia-
cioacuten UV no siempre tiene efectos dantildeinos tambieacuten puede ser beneacutefica
pues gran parte de la vitamina D que las personas y los animales necesi-
tan para mantenerse sanos se produce cuando la piel es irradiada por la
componente solar de esa radiacioacuten
No se debe extrapolar o confundir el efecto beneacutefico del ozono en la
estratosfera al efecto del ozono ambiental en las capas bajas de la at-
moacutesfera donde resulta ser un contaminante peligroso y muy activo Se
forma esencialmente por la accioacuten de la luz solar sobre el oxiacutegeno del
aire mezclado con hidrocarburos y oacutexidos de nitroacutegeno proveniente de
la quema de combustibles En cantidades muy pequentildeas puede irritar
las viacuteas respiratorias causando tos ardentiacutea resuello falta de aire y
agravar el asma y otras dolencias pulmonares La exposicioacuten a concen-
traciones tan pequentildeas como 100 ppb (partes por billoacuten) es capaz de
dantildear los tejidos del sistema respiratorio y tambieacuten los tejidos vegeta-
les
Rayos X Los rayos X son radiaciones electromagneacuteticas de frecuencia superior al
ultravioleta fueron descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen a fina-
les del siglo XIX
En noviembre de 1895 en su laboratorio de la universidad de Wuumlrz-
burg Alemania Roentgen estudiaba los efectos de pasar una corriente
eleacutectrica por un gas a baja presioacuten contenido en un bulbo de vidrio Le
llamoacute la atencioacuten que durante el experimento se volvieran luminosas
algunas sales fluorescentes que se hallaban cubiertas en su mesa de
trabajo Intrigado y despueacutes de realizar varios ensayos llegoacute a la con-
clusioacuten de que habiacutea encontrado un nuevo tipo de radiacioacuten invisible
capaz de atravesar los cuerpos La llamoacute rayos X pues es comuacuten usar la
X como incoacutegnita en las matemaacuteticas Al colocar la mano de su esposa
junto a una placa fotograacutefica y exponerla a la radiacioacuten desconocida
obtuvo la primera radiografiacutea de la historia
La longitud de onda de esta radiacioacuten comprende el intervalo de
10 nm hasta 0001 nm mientras menor es la longitud de onda mayor es
la frecuencia ν y mayores son su energiacutea y poder de penetracioacuten (recor-
dar v = y ε = h)
Los rayos de mayor cercanos al ultravioleta se conocen como rayos
X blandos Los de menor proacuteximos a la zona de rayos gamma o que
incluso se solapan con esta se denominan rayos X duros Los rayos X
formados por una mezcla de muchas diferentes se conocen como rayos X
blancos para diferenciarlos de los rayos X monocromaacuteticos que tienen
una sola (o un intervalo muy pequentildeo alrededor de ella) Muchos obje-
tos son maacutes o menos transparentes a los rayos X Su absorcioacuten por una
sustancia determinada depende de su densidad y de su masa atoacutemica que
es la masa de un aacutetomo de la sustancia en cuestioacuten Mientras menor sea la
masa atoacutemica de un determinado material maacutes transparente seraacute a los ra-
yos X
Los rayos X afectan a una emulsioacuten fotograacutefica del mismo modo
que lo hace la luz visible Cuando se irradia el cuerpo humano los hue-
sos compuestos de elementos con mayor masa atoacutemica que los tejidos
circundantes absorben los rayos X en mayor proporcioacuten que los teji-
dos por lo que producen sombras maacutes oscuras en una fotografiacutea La
placa usada en medicina es un negativo fotograacutefico por eso los huesos
se ven blancos y los tejidos oscuros
Los rayos X se emplean como rutina en la investigacioacuten cientiacutefica en
disciplinas como la fiacutesica quiacutemica mineralogiacutea metalurgia y biologiacutea En
1912 el alemaacuten Max von Laue encontroacute que al hacer incidir un haz de
radiacioacuten de rayos X no monocromaacutetico sobre un cristal de sal comuacuten
(NaCl) apareciacutea un patroacuten de difraccioacuten caracteriacutestico que podiacutea ser reco-
gido en una placa fotograacutefica (figura 54)
Figura 54 Difraccioacuten de los rayos X en un cristal de
NaCl y estructura cristalina microscoacutepica del NaCl
Este experimento permitioacute verificar dos cosas muy importantes desco-
nocidas hasta el momento
1 La naturaleza ondulatoria de los rayos X que habiacutean sido descubiertos por Roumlentgen en 1895 sin que se lograra de-terminar de queacute estaban compuestos
2 La estructura perioacutedica de los cristales lo que hoy diacutea se
conoce como estructura cristalina de las sustancias soacutelidas La teacutecnica maacutes comuacuten aunque no la uacutenica es utilizar el fenoacutemeno de
difraccioacuten para analizar la estructura interna de las sustancias A partir del
anaacutelisis del haz difractado se pueden determinar las posiciones de los aacuteto-
mos o las moleacuteculas en la red cristalina microscoacutepica de la sustancia en
cuestioacuten (determinacioacuten de estructuras) Los rayos X tambieacuten se emplean
intensivamente en la industria como herramienta de investigacioacuten y para
realizar numerosos procesos de prueba y ensayos no destructivos como es
el examinar las posibles imperfecciones mecaacutenicas de una pieza metaacutelica
sin dantildearla
Rayos X en la medicina El uso de esta radiacioacuten en la medicina contemporaacutenea es insustituible
Las radiografiacuteas o fotografiacuteas de rayos X y la fluoroscopiacutea se usan coti-
dianamente como herramientas de diagnoacutestico Una teacutecnica algo maacutes
reciente es la tomografiacutea axial computarizada (TAC) que proporciona
una visioacuten clara de cualquier parte de la anatomiacutea incluyendo los teji-
dos blandos A costa de una exposicioacuten mayor a la radiacioacuten la tomo-
grafiacutea permite ver una seccioacuten o corte completo del cuerpo del paciente
con una claridad aproximadamente 100 veces mayor que la de una pla-
ca tradicional
Un tomoacutegrafo es un instrumento mucho maacutes complejo y costoso que
un equipo convencional de rayos X Los primeros TAC comerciales
aparecieron alrededor de 1970 y solo serviacutean para estudiar el craacuteneo
hoy diacutea se usan para estudiar todo el cuerpo En lugar de obtener una
sola imagen el tomoacutegrafo registra un conjunto de ellas Para eso se
colocan la fuente de rayos X y el detector en un anillo y ambos rotan
alrededor del sujeto que descansa en una camilla en el centro del ani-
llo Deslizando la camilla a diferentes posiciones a traveacutes del anillo es
posible construir imaacutegenes digitales tridimensionales empleando un
software adecuado Los tomoacutegrafos de uacuteltima generacioacuten poseen entre
4 y 128 anillos y permiten obtener en una pantalla imaacutegenes tridimen-
sionales en tiempo real
Por otra parte la antigua teacutecnica fotograacutefica para obtener negativos
ha ido dando paso a teacutecnicas maacutes recientes basadas en la obtencioacuten de
imaacutegenes mediante circuitos microelectroacutenicos Ejemplos son la radio-
grafiacutea computarizada y la radiografiacutea digital
Radiografiacutea computarizada (RC)
Fue introducida comercialmente en 1980 Es muy similar a la radiogra-
fiacutea convencional pero en vez de placa fotograacutefica utiliza una placa
Soporte de Imagen reutilizable (placa SI) La placa reutilizable contiene
compuestos fosforados que se excitan al ser iluminados por los rayos X
formando una imagen latente que puede durar varias horas La imagen
se lsquorevelarsquo aplicando un escaacutener laacuteser a la placa entonces los aacutetomos
excitados regresan a su estado baacutesico y emiten luz que es detectada por
un sensor y se convierte finalmente en electricidad La sentildeal eleacutectrica se
digitaliza (se convierte en una sucesioacuten codificada de ceros y unos) y se
enviacutea a un procesador de sentildeales en una computadora donde se alma-
cena en un disco duro o se proyecta en una pantalla
Si se manipulan con cuidado las placas SI se pueden reutilizar miles
de veces (al menos en teoriacutea) En las condiciones reales es comuacuten que
se dantildeen tras ser usadas varios cientos de veces No obstante presentan
algunas ventajas sobre la radiografiacutea convencional se elimina el gasto
de peliacutecula fotograacutefica y de reactivos quiacutemicos se necesita menos ra-
diacioacuten para producir imaacutegenes de buen contraste y como no requieren
de productos quiacutemicos para el revelado son maacutes ecoloacutegicas La princi-
pal desventaja es su alto costo aunque el ahorro en reactivos quiacutemicos
placas fotograacuteficas y personal especializado puede a veces compensar-
lo Actualmente hay muchos tipos y modelos de equipos para diferentes
aplicaciones
Radiografiacutea digital (RD) Difiere de la computarizada RC en que proporciona imaacutegenes de forma
casi instantaacutenea sin necesidad del procesamiento adicional con el laacuteser
Ademaacutes permite obtener imaacutegenes en movimiento en tiempo real
(fluoroscopia) y la ldquoplacardquo no se deteriora con el uso Su espesor es
solo de unos pocos miliacutemetros
Existen dos tipos de detectores digitales directo e indirecto En el
indirecto los rayos X inciden sobre un material fluorescente que genera
luz visible al ser excitado La luz incide sobre un sensor similar al que
usan las caacutemaras fotograacuteficas digitales convirtieacutendose en impulsos
eleacutectricos que van al ordenador La calidad de la imagen es similar a las
anteriores pero en este tipo de deteccioacuten una parte de la energiacutea inci-
dente se dispersa durante el proceso interno de reconversioacuten oacuteptica lo
que tiende a degradar la nitidez de la imagen
En un detector digital directo de uacuteltima generacioacuten fotoconductores
de selenio amorfo liberan electrones de carga negativa y lsquohuecosrsquo posi-
tivos al ser impactados por los rayos X Se crean asiacute impulsos eleacutectricos
que excitan directamente un arreglo de capacitores de tecnologiacutea TFT
(Thin Film Transistor) lograacutendose imaacutegenes con mayor nitidez que en
el meacutetodo indirecto (Figs55 y 56)
Figura 55 Esquema del corte transversal de una ldquoplacardquo de
radiografiacutea digital moderna El espesor es de unos pocos
miliacutemetros Tomado de Orbe Antildeo X No 46 Abril 18
2009
Figura 56 Radiografiacutea digital A Imagen obtenida en la pan-
talla de un monitor B Placas digitales de rayos X para ra-
diografiacutea dental
121
Un artiacuteculo de 2007 del Departamento de Radiologiacutea Cliacutenica del
Hospital Universitario de Munich (Markus Koumlrner y otros MDRadio-
Graphics 27 2007 p675-686) concluye que el futuro de la radiologiacutea
seraacute sin dudas digital iquestLa causa Las imaacutegenes se pueden ampliar
almacenar en diferentes soportes digitales filtrar y mejorar su contraste
Ademaacutes se pueden distribuir en una red local de computadoras e inclu-
so integrarse a redes nacionales digitalizadas junto a la historia cliacutenica
del paciente lo que puede ser vital en casos de urgencia
Rayos gamma
La radiacioacuten gamma (rayos ) es radiacioacuten electromagneacutetica de similar
naturaleza que los rayos X pero con una energiacutea considerablemente
mayor Se origina en las desintegraciones radiactivas en las reacciones
nucleares y otros procesos subatoacutemicos junto con otros tipos de radia-
cioacuten no electromagneacutetica la alfa () formada por nuacutecleos de helio de
carga positiva y la beta () consistente en electrones de carga negati-
va La radiacioacuten al igual que los rayos X tiene la capacidad de ioni-
zar la sustancia formando iones al lsquoarrancarlersquo electrones a los aacutetomos
cuando hay interaccioacuten
Las radiaciones y se emiten a velocidades enormes Al atrave-
sar la sustancia las partiacuteculas son frenadas raacutepidamente poseen gran
poder de ionizacioacuten y usualmente una hoja de papel basta para detener
la mayor parte de la radiacioacuten Las partiacuteculas se emiten a velocidades
mucho mayores su poder de ionizacioacuten es algo menor por lo que pene-
tran maacutes en las sustancias La distancia recorrida por los rayos es auacuten
mayor que la recorrida por las partiacuteculas Esta radiacioacuten es capaz de
atravesar varios centiacutemetros de plomo
Cuando las partiacuteculas y atraviesan la sustancia crean numerosos
iones sin embargo como los rayos no tienen carga aunque tienen
mayor penetracioacuten no causan tanta ionizacioacuten Las partiacuteculas produ-
cen entre 1100 y 1200 de la ionizacioacuten generada por las partiacuteculas
en cada centiacutemetro de su trayectoria en aire Los rayos producen
aproximadamente 1100 de la ionizacioacuten de las partiacuteculas Cuando la
radiacioacuten nuclear es absorbida por el cuerpo humano en grandes canti-
dades como por ejemplo a consecuencia de un accidente nuclear pue-
de ocasionar graves dantildeos e incluso la muerte del sujeto
La radioterapia consiste en la exposicioacuten de una regioacuten localizada
del organismo a una fuente de radiacioacuten ionizante se suele utilizar para
el tratamiento del caacutencer Puede provenir de una fuente de radiacioacuten
tal como un isoacutetopo radiactivo o de una fuente de radiacioacuten electro-
magneacutetica como los rayos X Los rayos X se utilizan usualmente para
lesiones superficiales mientras que los rayos para lesiones maacutes pro-
fundas Otros tratamientos incluyen radiaciones con protones y electro-
nes El tratamiento de radioterapia incluye la localizacioacuten precisa del
tumor y el empleo de dosis perioacutedicas de radiacioacuten El objetivo es dantildear
el nuacutecleo de las ceacutelulas enfermas para asiacute evitar su posterior divisioacuten
En las ceacutelulas sanas las radiaciones ionizantes pueden producir
efectos agudos o croacutenicos sobre la salud en dependencia de la dosis
recibida Las dosis altas de radiacioacuten ionizante producen enfermedades
agudas por un lado y efectos retardados como el caacutencer por otro Los
trabajadores que por su ocupacioacuten se exponen a radiacioacuten de rayos X o
material radiactivo constituyen la poblacioacuten de riesgo La unidad de
dosis absorbida en el Sistema Internacional de Unidades es el gray (Gy)
y es igual a un joule por kilogramo (Jkg) un rad equivale a 001 Gy
La exposicioacuten de todo el cuerpo a dosis superiores a 1 Gy en un cor-
to periacuteodo (minutos u horas) ocasiona una reduccioacuten significativa del
nuacutemero de ceacutelulas sanguiacuteneas al afectar la meacutedula oacutesea lo que conduce
a un aumento de la susceptibilidad a las infecciones a la aparicioacuten de
hemorragias y a la anemia
El empleo y manipulacioacuten de materiales radiactivos estaacute sujeto a
controles rigurosos por lo que la exposicioacuten accidental de las personas
a radiaciones intensas estaacute muy restringida En todos los paiacuteses existen
legislaciones y normativas para la proteccioacuten de los trabajadores y el
puacuteblico que regulan la exposicioacuten a radiaciones de todo tipo
123
CAPIacuteTULO 6
OTRAS APLICACIONES DEL MAGNETISMO
Diagnoacutestico meacutedico Magnetoencefalograma En su estado normal el cuerpo humano genera pequentildeas corrientes
eleacutectricas que dan origen a campos magneacuteticos y eleacutectricos de pequentildeiacute-
simo valor El biomagnetismo se refiere al estudio de las componentes
magneacuteticas de esos biocampos que se alteran cuando aparecen anoma-
liacuteas en el organismo Se estudian con fines de diagnoacutestico exclusiva-
mente no con fines terapeacuteuticos
Se alerta al lector de que el teacutermino biocampo tambieacuten se suele em-
plear en medios no cientiacuteficos como sinoacutenimo de cierta lsquoaurarsquo invisible
de origen indefinido o esoteacuterico que supuestamente rodea a las perso-
nas y que algunos alegan ver o lsquosentirrsquo para asiacute diagnosticar enfermeda-
des Tambieacuten se usa para tratar de justificar tratamientos magneacuteticos
ilusorios con imanes o con radiaciones de baja frecuencia Esta es una
manera de actuar tiacutepica de la pseudociencia utilizar palabras cientiacuteficas
conocidas alterando su significado para lograr promover lo que en
realidad carece de fundamento cientiacutefico A causa de su caraacutecter con-
trovertido estos lsquotratamientos magneacuteticosrsquo se analizan separadamente
en el capiacutetulo siguiente
Cuando las corrientes son variables o pulsantes los biocampos ge-
nerados aparecen en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propa-
ga en todas direcciones (capiacutetulo 4) Las funciones cerebrales y cardiacutea-
cas generan impulsos de suficiente intensidad como para ser detectados
la componente eleacutectrica se puede medir con electrodos colocados en la
piel y hoy diacutea es una teacutecnica muy popular se denomina electrocardio-
grama cuando se refiere al corazoacuten y electroencefalograma si se aplica 124
al cerebro La componente magneacutetica es menos intensa que la eleacutectrica
y mucho maacutes difiacutecil de detectar
Para medir esos deacutebiles campos magneacuteticos es necesario utilizar un
instrumento muy sofisticado el magnetoacutemetro SQUID siglas que en
idioma ingleacutes representan al Superconducting Quantum Interference
Device (Dispositivo Superconductor de Interferencia Cuaacutentica) El
SQUID es capaz de detectar y medir cuantitativamente las componentes
magneacuteticas de intensidad 100 millones de veces menor que el campo
magneacutetico terrestre pero soacutelo se puede encontrar en lugares muy espe-
ciacuteficos capaces de proveer la alta tecnologiacutea que se necesita para su
desempentildeo No es un equipo que se pueda llevar en un maletiacuten como el
electrocardioacutegrafo ya que el sensor superconductor requiere de muy
bajas temperaturas para poder trabajar del orden de la del helio liacutequido
a unos 4 oC por encima del cero absoluto (-269 oC) (figura 61)
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del campo
magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
Figura 61 Biomagnetismo meacutedico Medicioacuten de la componente
magneacutetica de las ondas electromagneacuteticas generadas por el cerebro
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del
campo magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
En la actualidad el SQUID se utiliza principalmente para diagnosti-
car y tipificar la epilepsia pues permite registrar cualquier actividad
irregular en el cerebro cuando el electroencefalograma no detecta ano-
maliacuteas apreciables la teacutecnica se denomina magnetoencefalografiacutea
(MEG) Posee la ventaja de que no es necesario colocar electrodos en la
piel del paciente basta con ubicar los sensores a corta distancia en una
posicioacuten fija Su principal desventaja ademaacutes de la necesidad de traba-
jar a muy bajas temperaturas es que la sentildeal que se va a medir es varios
oacuterdenes menor que los lsquoruidos magneacuteticosrsquo ambientales Esos ruidos
son generados por las laacutemparas de luz friacutea los equipos electroacutenicos y
las liacuteneas de transmisioacuten por lo que resulta obligatorio aplicar la teacutecni-
ca en un recinto magneacuteticamente aislado
TABLA 61
Valores de la induccioacuten magneacutetica asociada a diversos fenoacutemenos
B (Tesla) Origen del campo Frecuencia (Hz) 7 x 10-5 Campo magneacutetico de la tierra 0 10-7 Fluctuaciones del campo magneacutetico de
la tierra y ruido magneacutetico urbano todo el intervalo de frecuencias
10-9 Partiacuteculas pulmonares 01 - 10 7 x 10-11 Magnetocardiograma 01 - 100 10-12
Magnetocardiograma fetal 01 - 100 10-12
Magnetoencefalograma (ondas ) 8-12 10-13 Magnetoretinograma 01 -800 10-15 Liacutemite de sensibilidad del SQUID Todo el intervalo
Como las radiaciones electromagneacuteticas atraviesan faacutecilmente la
mayoriacutea de las sustancias aislar al sujeto tambieacuten resulta un asunto
complicado En los primeros modelos era necesario introducir al pa-
ciente en una caacutemara totalmente cerrada construida con aceros especia-
les capaces de desviar y reflejar las ondas electromagneacuteticas Modelos
maacutes recientes como el de la figura 62 desarrollado en el Laboratorio
Nacional de Los Aacutelamos en Nuevo Meacutexico emplean un casco detector
126
que se asemeja a los secadores de pelo de los salones de belleza con
maacutes de 150 sensores superconductores El equipo es capaz de levantar
un mapa completo del cerebro de una sola vez procesando los datos
mediante una computadora
Los sistemas maacutes recientes alcanzan una resolucioacuten de frac14 de miliacuteme-
tro y un tiempo de respuesta de 1 milisegundo El casco se aiacutesla de las
interferencias externas mediante una cubierta semiesfeacuterica de plomo
pues a la temperatura del helio liacutequido el plomo tambieacuten se vuelve su-
perconductor y refleja como un espejo cualquier campo magneacutetico que
provenga del exterior
Figura 62 Mediante teacutecnicas de computacioacuten se puede mapear la acti-
vidad eleacutectrica del cerebro en funcioacuten del tiempo Los mapas se utilizan
para diagnosticar epilepsia apoplejiacutea desoacuterdenes mentales o para estu-
diar las funciones cerebrales
Otras aplicaciones del SQUID han sido la de buscar micropartiacuteculas
magneacuteticas contaminantes en los pulmones de mineros y soldadores
medir la cantidad de sangre que fluye por el corazoacuten y determinar el
contenido de hierro en el hiacutegado en pacientes afectados de anemia ya
que los gloacutebulos rojos o hematiacutees contienen hierro en forma de hemo-
globina que el SQUID puede detectar y cuantificar
Una variante reciente de esta teacutecnica se ha utilizado para analizar
arritmias cardiacuteacas en el feto (magnetocardiografiacutea fetal) imposibles de
detectar con un estetoscopio u otras teacutecnicas como la electrocardiogra-
fiacutea y el ultrasonido Actualmente en Los Aacutelamos se realizan investiga-
ciones para perfeccionar la tecnologiacutea con la colaboracioacuten de las uni-
versidades de Nuevo Meacutexico Nebraska Oregoacuten y San Francisco
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica Las imaacutegenes por resonancia magneacutetica (IRM) constituyen una es una
teacutecnica de diagnoacutestico descrita a principios de 1980 basada en la reso-
nancia magneacutetica nuclear descrita en el capiacutetulo 4 Como los tejidos
tienen diferente grosor y contenido de agua con protones capaces de
resonar con las radiofrecuencias adecuadas al realizar un barrido con
los instrumentos apropiados se puede obtener una imagen del interior
del cuerpo
Los equipos de IRM son mucho maacutes complejos que el esquema de
la RMN mostrado en el capiacutetulo 4 Poseen un imaacuten de grandes dimen-
siones que genera campos magneacuteticos muy intensos miles de veces
superiores a los de un imaacuten permanente convencional (figura 63)
Figura 63 Equipo comercial de formacioacuten de imaacutege-
nes por resonancia magneacutetica La persona se coloca
en el centro de un campo magneacutetico de gran valor al
fondo de la foto generado por corrientes muy intensas
que circulan por superconductores
La parte del cuerpo que se va a analizar (a veces todo el cuerpo) se
introduce en el campo magneacutetico y un sistema de emisioacuten y deteccioacuten
de radiofrecuencias registra la absorcioacuten de la radiacioacuten de microondas
en diferentes puntos Los datos se pasan a una computadora que es
capaz de dar una imagen de la regioacuten analizada en la pantalla de un
monitor
La resonancia magneacutetica es considerada por muchos como la moda-
lidad de diagnoacutestico por imaacutegenes maacutes versaacutetil sensible y eficaz de que
se dispone en la actualidad Su importancia meacutedica se puede resumir
brevemente sentildealando su capacidad de analizar finas secciones de mo-
do no invasivo y proporcionar imaacutegenes funcionales de cualquier parte
del organismo en un tiempo relativamente corto y desde cualquier aacuten-
gulo y direccioacuten Las teacutecnicas maacutes recientes permiten componer imaacutege-
nes tridimensionales en tiempo real
Las imaacutegenes de resonancia magneacutetica dan la posibilidad de detectar
y rastrear componentes bioquiacutemicos en cualquier corte anatoacutemico del
cuerpo humano lo que produce una informacioacuten biomeacutedica y anatoacutemi-
ca de gran potencial para el conocimiento fundamental y el diagnoacutestico
precoz de muacuteltiples enfermedades
La principal desventaja que presenta la IRM al compararla con la
Tomografiacutea Axial Computarizada (TAC) que tambieacuten es capaz de ob-
tener imaacutegenes de cualquier parte del organismo es que resulta mucho
maacutes cara Para generar los intensos campos magneacuteticos que se necesi-
tan es necesario utilizar grandes imanes superconductores Estos ima-
nes deben ser enfriados a muy bajas temperaturas con teacutecnicas comple-
jas lo que encarece mucho el proceso de obtencioacuten de imaacutegenes Sin
embargo la IRM tiene una ventaja que la TAC no posee no es agresi-
va para el paciente Puede ser empleada durante el tiempo o las veces
que se requiera sin dificultades mientras que al utilizar la TAC se so-
mete al paciente a niveles de radiacioacuten importantes en cada tomografiacutea
Levitacioacuten magneacutetica La necesidad de transportar maacutes raacutepida y eficientemente tanto a las
personas como a cualquier tipo de carga crece continuamente Desde
hace algunos antildeos en diversos paiacuteses existen los prototipos de un nuevo
meacutetodo de transportacioacuten que utiliza trenes con rieles o viacuteas electro-
magneacuteticas (figura 64) El meacutetodo se denomina de levitacioacuten magneacuteti-
ca o maglev (del ingleacutes magnetic levitation)
El teacutermino maglev se utiliza hoy diacutea como un teacutermino geneacuterico para
indicar cualquier tipo de transporte que base su movimiento en el uso
del electromagnetismo para lsquoflotarrsquo o levitar sobre un carril guiacutea o mo-
norraiacutel e impulsar el vehiacuteculo El funcionamiento del maglev estaacute fun-
damentado en la generacioacuten de campos magneacuteticos alternos que a la
vez que sostienen el tren lo impulsan hacia adelante Se emplean elec-
troimanes de bobinas superconductoras que praacutecticamente no consu-
men energiacutea Un Maglev tiacutepico cuenta con 16 imanes superconductores
de alta energiacutea magneacutetica que operan de forma independiente Asiacute se
garantiza un desempentildeo seguro aun cuando ocurran fallas simultaacuteneas
en varios de ellos
129
Figura 64 Tren de levitacioacuten magneacutetica en Shangai
Existen dos tipos baacutesicos de maglev el de suspensioacuten electromagneacute-
tica (SEM) y el de suspensioacuten electrodinaacutemica (SED) El sistema SEM
ha resultado ser bastante inestable la distancia entre los electroimanes
y los raiacuteles de unos 10 mm debe ser controlada y ajustada continua-
mente por computadora para evitar que el tren golpee el monorraiacutel
El maglev de suspensioacuten electrodinaacutemica SED utiliza la ley de Fa-
raday-Lenz para ubicar el tren en el centro del monorraiacutel y evitar los
choques Las bobinas de levitacioacuten de alta potencia estaacuten instaladas
fuera del tren en las prolongaciones que interaccionan con las bobinas
del monorraiacutel (figura 65) Cuando los electroimanes del tren pasan a
gran velocidad a varios centiacutemetros de las bobinas del monorraiacutel se
induce una corriente eleacutectrica que las convierte instantaacuteneamente en
imanes Aparecen fuerzas que tiran del vehiacuteculo hacia arriba causando
la levitacioacuten
Si el vehiacuteculo se desplaza lateralmente y trata de chocar contra el
raiacutel se inducen corrientes adicionales que originan fuerzas de repulsioacuten
sobre el lado maacutes cercano del tren y fuerzas de atraccioacuten sobre el maacutes
alejado De esa forma el tren siempre estaacute ubicado en el centro del raiacutel
sin posibilidad de choque
Las bobinas de levitacioacuten no son independientes estaacuten interconecta-
das a todo lo largo de la viacutea El empuje hacia delante se logra mediante
su energizacioacuten adicional por corrientes alternas generadas en subesta-
ciones distribuidas en todo el trayecto Las corrientes crean un campo
magneacutetico variable de tal forma que los electroimanes del vehiacuteculo son
atraiacutedos y repelidos alternadamente cuando se encuentran en la posicioacuten
adecuada para el avance Asiacute el vehiacuteculo se mueve siempre en el mis-
mo sentido de forma similar a como un ventilador alimentado por co-
rriente alterna gira siempre hacia un solo lado
Figura 65 Sistema magneacutetico de suspensioacuten (monorraiacutel) Los electro-
imanes de la viacutea actuacutean como suspensioacuten y como propulsioacuten a la vez
En todos los sistemas mecaacutenicos de transportacioacuten la friccioacuten cau-
sada por el roce de una superficie contra otra siempre estaacute presente El
rozamiento causa peacuterdidas de energiacutea genera calor y ocasiona el des-
gaste mecaacutenico de las diferentes partes del sistema Mientras menor sea
la friccioacuten entre las superficies menos fuerza se requiere para mover el
vehiacuteculo y maacutes eficiente seraacute el sistema de transportacioacuten utilizado
La reduccioacuten del rozamiento en el maglev permite eliminar el ruido
establecer una marcha maacutes estable reducir los costos de mantenimiento
y sobre todo alcanzar velocidades del orden de los 350 kmh El hecho
de que los trenes maglev no toquen los carriles tiene ademaacutes otras ven-
tajas aceleracioacuten y frenado maacutes raacutepidos mayor capacidad de subida en
cuestas y mejor funcionamiento en situaciones de lluvia intensa nieve y
hielo La eficiencia de estos vehiacuteculos es tal que en proporcioacuten solo
emplean de la mitad a la cuarta parte del combustible que gasta un
avioacuten o un automoacutevil en recorrer el mismo tramo
En principio el maglev parece ser maacutes seguro que los trenes con-
vencionales A causa del disentildeo de las viacuteas no puede haber descarrila-
mientos ni choques frontales No necesita cargar combustible a bordo
y al funcionar levitando sobre la viacutea disminuye la posibilidad de acci-
dentes por desgastes Sin embargo es necesario proteger a los viajeros
de los intensos campos electromagneacuteticos que se producen en el exte-
rior mediante un blindaje magneacutetico El blindaje se logra utilizando en
las paredes suelo y techo del tren alguacuten material ferromagneacutetico que
concentre en su interior y desviacutee las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
Una nota periodiacutestica de 2008 (BBC News) aseguraba que la ciudad
de Shangai era en ese momento la uacutenica con un servicio comercial ma-
glev en el mundo Desde el primero de enero de 2004 el tren transporta
viajeros entre el aeropuerto y el distrito financiero a 30 km de distancia
alcanzando velocidades de 350 kmh Con anterioridad desde 1984
hasta 1995 un maglev se utilizoacute en el aeropuerto internacional de Bir-
mingham Reino Unido para trasladar pasajeros hasta la estacioacuten de
trenes distante unos 600 m Fue finalmente sustituido por un sistema
convencional a causa de su baja confiabilidad
El tratamiento magneacutetico del agua
Se sabe desde hace muchos antildeos que al tratar el agua mediante cam-
pos magneacuteticos se afecta el comportamiento fiacutesico de las incrustaciones
en las calderas y tuberiacuteas Sin embargo a veces el procedimiento se
critica como pseudociencia quizaacutes porque junto a los reportes sobre
efectos reales demostrados en experimentos rigurosos tambieacuten suelen
aparecer falsos reportes sobre supuestos efectos no demostrados y se
echa en el mismo saco lo real y lo ficticio
Algunos de estos supuestos efectos no demostrados son el reforza-
miento de la resistencia del hormigoacuten hasta en 50 el incremento de
la eficiencia de separacioacuten por flotacioacuten de minerales en procesos in-
dustriales una mejor eficiencia de los detergentes en el lavado de la
ropa y gran cantidad de diversas aplicaciones meacutedicas Tambieacuten apare-
cen esporaacutedicamente artiacuteculos cientiacuteficos promisorios sobre una u otra
aplicacioacuten que nunca llegan a concretarse Por ejemplo en 2007 se
publicoacute un artiacuteculo (Environmental and Experimental Botany Vol 59
Issue 1 p 68-75) reportando el efecto de los campos magneacuteticos en la
germinacioacuten y desarrollo de las etapas tempranas del maiacutez donde se
obtuvieron efectos detectables en la germinacioacuten
132
Los autores encontraron que un porcentaje estadiacutesticamente signifi-
cativo de las semillas tratadas germinoacute antes que las de los grupos de
control y las plantas alcanzaron un mayor desarrollo en las primeras
etapas de crecimiento A los 10 diacuteas de la germinacioacuten se obtuvo un
mayor incremento de tamantildeo y peso resultados que coinciden con los
de otros investigadores (se citan 10 referencias)
Sin embargo esos resultados no garantizan de manera alguna un
posterior incremento de las cosechas El crecimiento acelerado incluso
pudiera ser dantildeino en vez de beneacutefico ocasionando lo que se suele
llamar lsquocrecer de viciorsquo y aportando a la larga menos frutos El artiacutecu-
lo tampoco propone un mecanismo que explique los efectos observa-
dos
Los anuncios comerciales poco escrupulosos contribuyen en gran
medida a divulgar fantasiacuteas de todo tipo Para ilustrar un magnetizador
comercial se muestra un esquema donde partiacuteculas negativas (cuales-
quiera que estas sean) se vuelven positivas tras el tratamiento magneacuteti-
co Ademaacutes las moleacuteculas de agua se ordenan como si fueran los mo-
mentos magneacuteticos de un soacutelido ferromagneacutetico saturado lo que resulta
en un absurdo por partida doble (httpwwwmagnetizernet
spaspahtm visto en agosto 7 2008) Recordar que el agua es diamag-
neacutetica y por tanto es repelida deacutebilmente por el campo magneacutetico No
es posible magnetizarla como si fuera un pedazo de hierro
En el mencionado sitio web se afirma que el tratamiento proporcio-
na los siguientes beneficios (ninguno de ellos demostrado) reduccioacuten
de la irritacioacuten de los ojos y la piel en piscinas accioacuten desodorizante
reduccioacuten de los costos de los tratamientos con cloro u otros agentes
quiacutemicos reduccioacuten de la tensioacuten superficial estabilizacioacuten del pH
eliminacioacuten maacutes efectiva de las lociones y aceites untados en la piel y
una sensacioacuten maacutes ldquosedosardquo del agua Se cita como uacuteltimo punto el
uacutenico realmente comprobado la reduccioacuten de las costras e incrustacio-
nes
Otros alegan que el tratamiento magneacutetico proporciona al agua pro-
piedades curativas o antiseacutepticas lo que tambieacuten carece de fundamento
La supuesta mejora en la eficiencia de los combustibles sometidos a
tratamiento magneacutetico merece un comentario aparte pues este argu-
mento resurge reiteradamente cada cierto tiempo y aunque existen
muchas patentes sobre el tema la demostracioacuten de la efectividad del
procedimiento nunca aparece Una buacutesqueda efectuada en agosto de
2008 en el sitio web especializado wwwsciencedirectcom dio por
resultado 40 artiacuteculos publicados de 1974 a la fecha que se relacionan
de alguna manera con el tratamiento magneacutetico del agua No surgioacute
ninguno respecto al tratamiento magneacutetico de combustibles En el sitio
httpwwwcsicoporgsi9801powellhtml se reporta una buacutesqueda
anterior con similares resultados
En todo caso soacutelo aparecen resultados anecdoacuteticos En un artiacuteculo
publicado en 2008 en la revista Applied Thermal Engineering por VA
Prisyazhniuk (Vol 28 Issue 13 Pages 1694-1697) se lee que durante la
Segunda Guerra Mundial la fuerza aeacuterea de Estados Unidos ensayoacute la
colocacioacuten de imanes junto a los conductos de combustible en los mo-
tores de los cazas P51 Mustang para mejorar su desempentildeo Sin embar-
go al buscar la fuente original citada por el autor lo que aparece es la
paacutegina WEB particular de la familia Shelley donde se pueden encon-
trar opiniones y reportes sin referencias sobre casi cualquier cosa
(httpwwwshelleysdemoncoukmagnetshtm) Tras una buacutesqueda
bastante exhaustiva el autor no pudo encontrar el reporte de un solo
experimento en banco de pruebas meacutetodo convencional para estudiar la
eficiencia de un motor de combustioacuten interna En estos bancos muy
familiares a los ingenieros se controlan los diversos reglajes del motor
su reacutegimen de trabajo a distintas potencias y otras variables de intereacutes
ameacuten del consumo de combustible Los entusiastas de aplicar el trata-
miento magneacutetico a combustibles nunca reportan esos estudios propo-
niendo en su lugar resultados donde intervienen de manera esencial
factores totalmente subjetivos como la pericia (y la honradez) de un
operador o chofer especiacutefico
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
La primera patente reivindicando el efecto del tratamiento magneacuteti-
co del agua sobre las costras data de 1946 Despueacutes aparecieron muchas
otras asiacute como una gran cantidad de reportes de todo tipo junto a ar-
tiacuteculos en revistas y dispositivos comerciales El esquema de un monta-
je convencional de laboratorio para aplicar tratamientos magneacuteticos y
su posterior estudio aparece en la figura 66
Se hace pasar el agua por una tuberiacutea a determinada velocidad a la
vez que se aplica un cam po magneacutetico externo Usualmente se estudia
la dependencia del efecto en funcioacuten de la velocidad del liacutequido y la 134
intensidad del campo aplicado ademaacutes de la influencia de otros posi-
bles paraacutemetros como la temperatura Se ha observado una mejoriacutea de
la eficiencia del dispositivo al incrementar la longitud de la seccioacuten de
tuberiacutea sometida al campo magneacutetico La mejoriacutea es maacutes marcada
cuando se colocan varios imanes consecutivos con la polaridad alterna-
da
Figura 66 Esquema de un dispositivo de laboratorio
para el tratamiento magneacutetico del agua
Un artiacuteculo resumen de 1996 lista maacutes de 80 referencias que repor-
tan la reduccioacuten en la formacioacuten de costras la aparicioacuten de costras me-
nos tenaces la remocioacuten de las ya existentes y la preservacioacuten de las
propiedades hasta 130 horas tras aplicar el tratamiento Se citan investi-
gaciones que tanto confirman como rechazan algunas conclusiones
parciales sin llegar a un resultado concreto Los mecanismos propues-
tos para explicar estos efectos comprenden interacciones intraioacutenicas o
intramoleculares efectos causados por la fuerza de Lorentz disolucioacuten
de contaminantes efectos de interfase soacutelido-liacutequido y cambios en la
morfologiacutea de los cristales minerales que se depositan Se ha considera-
do incluso la posibilidad de un efecto puramente mecaacutenico a causa de
la influencia del campo magneacutetico al crear posibles turbulencias en el
flujo liacutequido
Una gran parte de las dudas que existiacutean sobre el tratamiento se di-
siparon cuando Coey y Cass tras examinar maacutes de 100 muestras repor-
taron en una revista especializada en magnetismo que los sedimentos de
calcita obtenidos usualmente al evaporar el agua conteniendo iones 135
Ca2+ se convertiacutean en aragonita al aplicar el tratamiento Calcita y ara-
gonita son diferentes fases cristalinas del carbonato de calcio CaCO3
Tras el tratamiento magneacutetico Coey y Cass almacenaban el agua
durante un intervalo de tiempo to previo a su calentamiento en un bea-
ker a 80o C para formar los sedimentos Las fases soacutelidas se recolecta-
ban posteriormente del fondo del beaker y se analizaban mediante di-
fraccioacuten de rayos X y microscopia electroacutenica Encontraron un incre-
mento notable del cociente aragonitacalcita con el tratamiento magneacute-
tico alcanzando un maacuteximo para to ~ 40 horas
Tambieacuten se ha medido la concentracioacuten de iones Ca2+ a la salida de
un dispositivo magnetizador por meacutetodos electroquiacutemicos encontraacuten-
dose una reduccioacuten apreciable de la concentracioacuten de iones de calcio
Este resultado indica que el tratamiento magneacutetico activa de alguna
manera la precipitacioacuten del carbonato que queda en suspensioacuten en el
liacutequido y no puede contribuir a la conductividad eleacutectrica ni cristalizar
posteriormente en las paredes de la tuberiacutea
La eficacia del tratamiento se observa no solo en las nuevas deposi-
ciones de carbonato sino tambieacuten en las costras formadas con anterio-
ridad Existen reportes de que cuando se aplica el tratamiento las cos-
tras ya formadas desaparecen El autor tuvo la oportunidad de asistir
hace ya algunos antildeos a una reunioacuten resumen nacional sobre las expe-
riencias de la aplicacioacuten del tratamiento magneacutetico en diversos centra-
les o faacutebricas de azuacutecar En algunos casos el efecto fue tal que el des-
prendimiento de las costras obstruyoacute las tuberiacuteas y fue necesario inte-
rrumpir la produccioacuten
El tratamiento magneacutetico se aplica regularmente en muchas otras
instalaciones nacionales sin embargo maacutes allaacute de algunas considera-
ciones generales no existen modelos detallados que logren abundar en
la explicacioacuten fiacutesica de lo que sucede realmente en este caso
Tambieacuten se han encontrado resultados disiacutemiles utilizando tuberiacuteas
de acero inoxidable cobre y dos diferentes tipos de cloruro de polivini-
lo uno transparente y flexible y el otro riacutegido y opaco del tipo usado
en trabajos de plomeriacutea Aparecen reducciones del contenido de Ca2+ de
28 para el acero y el cobre mientras que para el PVC duro fue de 18
y praacutecticamente cero para el PVC blando por lo que las tuberiacuteas
utilizadas tambieacuten son un paraacutemetro importante que se debe tomar en
cuenta al estudiar los tratamientos magneacuteticos
136
Los reclamos publicitarios que afirman que el tratamiento magneacutetico
aporta al agua propiedades curativas o antiseacutepticas carecen de funda-
mento pues no existe la maacutes miacutenima evidencia ndashni teoacuterica ni experi-
mental- que justifique tales fantasiacuteas Y a pesar de las muchas patentes
que surgen cuando se realiza una buacutesqueda bibliograacutefica tampoco se ha
demostrado que el tratamiento magneacutetico aplicado a combustibles me-
jore su eficiencia los resultados experimentales que avalen tal afirma-
cioacuten nunca aparecen
Acelerador de partiacuteculas
Los campos magneacuteticos tambieacuten se utilizan como un medio auxiliar
para acelerar partiacuteculas elementales Estas se emplean posteriormente
para investigar el micromundo y tambieacuten para ldquobombardearrdquo tumores
de todo tipo en el interior del cuerpo Uno de los primeros aceleradores
de partiacuteculas fue el ciclotroacuten Su principio de operacioacuten es el siguiente
Dos cavidades huecas en forma de letra D guiacutean las partiacuteculas car-
gadas emitidas por una fuente ubicada en el centro del instrumento
(figura 67) Un campo magneacutetico perpendicular a la trayectoria (y al
plano del papel en la figura) producido por un potente electroimaacuten
hace que las partiacuteculas con carga eleacutectrica se muevan en una trayectoria
curva Las partiacuteculas son aceleradas en cada vuelta por una fuente pul-
sante de voltaje alterno cada vez que atraviesan la brecha o lsquogaprsquo entre
las lsquoDesrsquo
A medida que las partiacuteculas acumulan energiacutea se mueven en espiral
hacia el borde externo del acelerador Alliacute se pueden extraer utilizando
sistemas auxiliares que no aparecen en la figura
Tal como predice la teoriacutea especial de la relatividad cuando la velo-
cidad de las partiacuteculas se acerca a la de la luz se requiere cada vez maacutes
energiacutea para lograr incrementos adicionales de la velocidad Esto hace
que en cada vuelta las partiacuteculas se retrasen y no lleguen al gap en el
momento preciso para recibir el pulso de aceleracioacuten lo que impide el
aumento de la energiacutea maacutes allaacute de ciertos liacutemites
El problema quedoacute resuelto cuando se inventoacute el ciclotroacuten de fre-
cuencia modulada o sincrociclotroacuten instrumento donde la fuente pul-
sante de voltaje alterno va incrementando automaacuteticamente el intervalo
de tiempo entre los pulsos con el fin de compensar el retraso de las
partiacuteculas en cada vuelta Otros instrumentos de la misma familia son el
betatroacuten y el sincrotroacuten disentildeados para obtener muy altas energiacuteas en
otras aplicaciones donde el diaacutemetro del recorrido circular puede ser de
varios kiloacutemetros Todos ellos utilizan los campos magneacuteticos para
mantener confinadas las partiacuteculas mientras van adquiriendo energiacutea El
ciclotroacuten de la figura 67 posee un imaacuten superconductor de alta energiacutea
tiene una masa de 90 toneladas y un diaacutemetro de 34 m Requiere insta-
laciones auxiliares de control y programacioacuten que no aparecen en la
figura
Figura 67 a) Ciclotroacuten comercial para aplicaciones meacutedicas b) Esquema
simplificado de su funcionamiento (Adaptado de Rev Cub Fis vol 24 No
2 p 175-177 2007)
Cuando el magnetismo es indeseable
Minas magneacuteticas
Los aceros ordinarios empleados en la construccioacuten de grandes buques
son ferromagneacuteticos en mayor o menor grado Al desplazarse el buque
durante largos periacuteodos por la superficie del mar atravesando conti-
nuamente las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica del campo terrestre su
estructura llega a magnetizarse ligeramente El proceso es similar al que
tiene lugar cuando cualquier material ferromagneacutetico -un clavo unas
tijeras o un cuchillo- se frota con un imaacuten Aunque las fuerzas involu-
cradas son muy pequentildeas la exposicioacuten prolongada al campo hace que
los dominios magneacuteticos en el seno del material tiendan a ordenarse en
la direccioacuten del campo externo dando lugar a la magnetizacioacuten del
buque (ver capiacutetulo 2) Como las liacuteneas de fuerza variacutean su inclinacioacuten
con la latitud geograacutefica la magnetizacioacuten no solo tiene componentes
horizontales a lo largo del barco tambieacuten tiene componentes verticales
y transversales
En 1939 a principios de la 2da Guerra Mundial los alemanes apro-
vecharon este fenoacutemeno al idear minas magneacuteticas submarinas para
hundir los barcos ingleses Las minas eran capaces de detectar a distan-
cia a los grandes barcos y dantildearlos sin necesidad de hacer contacto
directo a causa de la onda de choque generada en el agua durante la
explosioacuten Se colocaban en el lecho marino en lugares de poco calado
cerca de las costas empleando aviones o submarinos y se ajustaban
para que estallaran al pasar un barco enemigo por encima No era posi-
ble neutralizarlas por los meacutetodos usuales que se empleaban para detec-
tar las minas convencionales que solo estallaban por contacto directo y
debiacutean ir ubicadas muy cerca de la superficie
Las minas poseiacutean una aguja magneacutetica muy sensible activada me-
diante un mecanismo de relojeriacutea tras ser colocada en el lugar deseado
La presencia cercana de cualquier naviacuteo magnetizado era suficiente
para mover la aguja y disparar el mecanismo auxiliar que haciacutea estallar
la mina
En 1939 los ingleses perdieron 14 buques barreminas disentildeados es-
peciacuteficamente para neutralizar minas pues no eran capaces de detectar
las minas magneacuteticas Ya para noviembre de ese mismo antildeo los alema-
nes habiacutean depositado unas 800 minas en los mares cercanos a la costa
inglesa y a la salida de sus riacuteos navegables
Tras develar su principio de funcionamiento -al recobrar una mina
mal colocada que no explotoacute- los ingleses idearon diversos medios para
neutralizarlas Uno de ellos era desmagnetizar los buques mediante un
enrollado de alambre alrededor del casco energizado con la planta eleacutec-
trica del propio buque que superponiacutea un campo de sentido contrario
para neutralizar la magnetizacioacuten del buque Enormes trasatlaacutenticos
como el Queen Mary y el Queen Elizabeth empleados para el transpor-
te de tropas fueron protegidos de esta manera
139
Para desactivar las minas se empleaban lanchas de madera que
arrastraban una balsa conteniendo una bobina La bobina generaba un
campo magneacutetico de intensidad suficiente como para hacer estallar las
minas Aviones equipados en forma similar capaces de volar a muy
baja altura se utilizaron con el mismo fin (Figura 68)
Maacutes adelante se encontroacute que al deslizar un cable con una corriente
de 2000 ampere a lo largo del casco de un buque (teacutecnica denominada
wiping) se induciacutea un campo apropiado que neutralizaba la magnetiza-
cioacuten El procedimiento funcionaba por un tiempo pero despueacutes era
necesario repetirlo
Figura 68 El avioacuten AF Vickers Wellington DWI Mark II de la Royal
Air Force fue otra respuesta para neutralizar las minas magneacuteticas ale-
manas El anillo de madera de balsa de 4 m de diaacutemetro creaba un
campo magneacutetico mediante una bobina de aluminio alimentada por un
generador dentro del avioacuten Al volar rasante sobre el agua haciacutea estallar
las minas
A partir de ese momento medidas y contramedidas relacionadas con
las minas magneacuteticas siguieron desarrollaacutendose por las fuerzas navales
de todo el mundo Es un tema que se ha tomado en cuenta en diferentes
conflictos beacutelicos Los sistemas actuales de desmagnetizacioacuten son mu-
cho maacutes complejos e incluyen no menos de tres conjuntos de bobinas
separadas para reducir la intensidad del campo magneacutetico del buque en
tres direcciones perpendiculares entre siacute 140
Hace unos pocos antildeos la marina norteamericana ensayoacute el uso de
bobinas superconductoras desmagnetizantes capaces de trabajar con
mejor eficiencia y reducir el peso de los enrollados hasta en 80 Un
resumen actualizado sobre el tema de la desmagnetizacioacuten de los bu-
ques aparece en el sitio WEB de la Revista Marina de Chile (referencia
77)
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Otro ejemplo donde la magnetizacioacuten resulta perjudicial y debe ser
eliminada a toda costa es cuando hay que soldar grandes tuberiacuteas de
acero Tal necesidad se presenta por ejemplo al instalar sistemas in-
dustriales de enfriamiento que deban trabajar a alta temperatura o que
necesiten soportar mucha carga Tanto durante el proceso de fabrica-
cioacuten como de transportacioacuten a grandes distancias los tubos pueden
llegar a magnetizarse en forma notable seguacuten sea la aleacioacuten especiacutefica
empleada en su construccioacuten
La forma usual de unir los tubos es aplicar a los bordes en contacto
una chispa o arco eleacutectrico con una varilla de soldar confeccionada a
partir de una aleacioacuten adecuada y alguacuten otro componente que evite la
oxidacioacuten y facilite la soldadura (el fundente) El arco no es maacutes que
una corriente eleacutectrica muy intensa formada por electrones y partiacuteculas
de aire ionizado que se mueven a gran velocidad (ver capiacutetulo 3) La
corriente pasa a traveacutes del aire ionizado formando un arco estable ge-
nerando efectos luminosos y una temperatura muy alta suficiente para
fundir el extremo de la varilla y poner al rojo los bordes de los tubos El
operador deposita en los bordes el material fundido que se difunde y
mezcla con el material de los tubos hasta lograr la soldadura
En el capiacutetulo 4 se analizoacute que los campos magneacuteticos estaacuteticos son
capaces de interaccionar con las partiacuteculas cargadas en movimiento
Una de las principales propiedades de esa interaccioacuten es que las fuerzas
que aparecen estaacuten siempre dirigidas en sentido lateral (perpendicular)
al movimiento de la partiacutecula De aquiacute que si el tubo estaacute magnetizado
el arco eleacutectrico se desviaraacute hacia un lado del punto especiacutefico que se
desea calentar cualquiera sea el punto que se seleccione y como quiera
que se coloque la varilla En realidad el arco salta continuamente de un
lugar a otro y no es posible alcanzar en punto alguno la temperatura
necesaria para formar la soldadura
Por ello no queda maacutes remedio que desmagnetizar los tubos pre-
viamente La forma usual de lograrlo es enrollando un alambre conduc-
tor a su alrededor y haciendo pasar por eacutel una corriente alterna de gran
intensidad que crea un campo magneacutetico alternante en el seno del tubo
Al ir disminuyendo paulatinamente la intensidad de la corriente hasta
llegar a cero los dominios magneacuteticos en el seno del material van que-
dando desordenados hasta que la magnetizacioacuten desaparece cuando la
corriente se anula totalmente (capiacutetulo 2) Si la tuberiacutea estaacute muy magne-
tizada puede ser necesario repetir varias veces el proceso
Existen equipos comerciales disentildeados especialmente para aplicar
este procedimiento a tuberiacuteas de diversos diaacutemetros incluyendo las
mayores que se fabrican
Magnetizacioacuten de la maquinaria industrial A partir de los antildeos setenta del siglo pasado comenzoacute a tomarse en
cuenta que el magnetismo inducido en diversas maquinarias podiacutea ser
la causa de muchas fallas hasta el momento inexplicables Hoy diacutea se
le atribuye a la magnetizacioacuten el deterioro de rodamientos cadenas
engranajes y acoplamientos en maquinarias que aparentemente no tie-
nen alguna conexioacuten magneacutetica y no forman parte de motores genera-
dores ni poseen conexiones eleacutectricas
El problema se origina en que las partes de acero interconectadas en-
tre siacute crean circuitos magneacuteticos Estos circuitos proporcionan una viacutea
faacutecil para la transmisioacuten de los campos magneacuteticos generados por mo-
tores u otros dispositivos magneacuteticos ubicados en lugares relativamente
distantes
Un campo magneacutetico en movimiento crea voltajes y corrientes indu-
cidas en el seno del material que incrementan la temperatura y aceleran
el desgaste de los rodamientos y otras partes moacuteviles Los voltajes y
corrientes inducidas son mayores mientras maacutes raacutepido es el movimiento
relativo de las superficies en contacto (capiacutetulo 4)
Otras posibles fuentes de magnetizacioacuten de la maquinaria son a) la
exposicioacuten de algunas de sus partes a campos magneacuteticos intensos que
den origen a una magnetizacioacuten remanente y b) el paso de una corriente
continua intensa durante una soldadura de arco
En casos extremos la combinacioacuten de diferentes elementos puede
llegar a causar con el tiempo chispas y dantildeos severos en la superficie de
las partes deslizantes incrementando la friccioacuten y el desgaste Algunos
fabricantes preveacuten estos comportamientos indeseables incluyendo ma-
teriales aislantes en los rodamientos
Anomaliacutea magneacutetica La distribucioacuten normal del campo magneacutetico terrestre se puede alterar
por muchas razones por la actividad solar por la presencia de grandes
objetos construidos con materiales de alto contenido de hierro como
aviones barcos o submarinos o a causa de la influencia las estructuras
geoloacutegicas formadas por minerales con inclusioacuten de diversas sustancias
ferromagneacuteticas como el hierro (Fe) el niacutequel (Ni) o el cobalto (Co) Es
posible detectar tales anomaliacuteas mediante los Sensores de Anomaliacuteas
Magneacuteticas (SAM) instrumentos mucho maacutes sensibles que la bruacutejula
disentildeados especialmente para detectar las pequentildeas alteraciones en la
distribucioacuten del campo magneacutetico terrestre (figura 69)
Figura 69 Sensor de anomaliacuteas magneacuteticas (magnetoacuteme-
tro de compuerta de flujo)
143
El funcionamiento de un SAM es diferente al de los detectores de
tuberiacuteas soterradas o a los usados en aeropuertos para descubrir armas u
otros objetos ocultos de metal Los SAM soacutelo son sensibles a las per-
turbaciones magneacuteticas causadas por la presencia de Fe Ni Co y sus
aleaciones o por oacutexidos u otros minerales que los contengan de he-
cho la primera aplicacioacuten praacutectica de un magnetoacutemetro de este tipo fue
la de localizar depoacutesitos minerales que tuvieran componentes ferro-
magneacuteticos El primer texto publicado sobre el tema ldquoExamen de ya-
cimientos de hierro mediante medidas magneacuteticasrdquo data de 1879
Hoy diacutea se siguen utilizando magnetoacutemetros en las prospecciones
geoloacutegicas Los maacutes sensibles son capaces de detectar variaciones de
01 nanotesla que representa soacutelo una diezmileacutesima parte de la intensi-
dad promedio del campo magneacutetico terrestre
Estos instrumentos reaccionan ante cualquier acumulacioacuten de mine-
ral ferroso con tal que no se encuentre muy alejada de la superficie
pero tambieacuten detectan cualquier otro objeto ferromagneacutetico cercano A
causa de la extrema sensibilidad para no alterar las lecturas los opera-
rios deben despojarse de todos los objetos que contengan materiales
ferromagneacuteticos tales como cuchillos hebillas gafas de armadura me-
taacutelica o llaveros Un magnetoacutemetro geoloacutegico es un instrumento pe-
quentildeo que consta de un detector y un registrador que se llevan a cues-
tas Es tiacutepico que el detector se coloque en una peacutertiga de 2 a 3 metros
de longitud con el fin de atenuar cualquier influencia proveniente del
operador (figura 610)
Otras posibles interferencias pueden ser causadas por construcciones
cercanas liacuteneas de ferrocarril autos y carretas o vigas de acero que se
encuentren soterradas como por ejemplo en los cimientos de un edifi-
cio Tambieacuten pueden alterar las lecturas del magnetoacutemetro las liacuteneas de
transmisioacuten eleacutectrica los transformadores de la red comercial e incluso
las variaciones propias del campo magneacutetico terrestre que siempre estaacute
sujeto a pequentildeas fluctuaciones
Las compantildeiacuteas de explotacioacuten de minerales tambieacuten suelen emplear
aviones para hacer la prospeccioacuten de rocas ferrosas aunque la detec-
cioacuten se basa en otros principios ya revisados en el capiacutetulo 4 al descri-
bir la deteccioacuten de metales (figura 611)
144
Figura 610 Prospeccioacuten de minerales ferrosos El mag-
netoacutemetro se encuentra en el extremo de la peacutertiga
Figura 611 Prospeccioacuten de minerales desde el aire
La uacuteltima novedad en la prospeccioacuten de minerales por medios elec-
tromagneacuteticos consiste en el uso de lsquodronesrsquo En la actualidad se en-
tiende por drone cualquier dispositivo aeacutereo controlado y no tripulado
(figura 612) Si en sus inicios los drones se utilizaron de manera ex-
clusiva para fines beacutelicos sus aplicaciones se han ido diversificando
cada vez maacutes Algunas compantildeiacuteas de prospeccioacuten mineral tienen en
sus planes inmediatos usar drones para levantar mapas del espectro
electromagneacutetico a diferentes frecuencias Seguacuten Peter LeCouffe 145
director de operaciones de la compantildeiacutea canadiense Harrier Aerial Sur-
veys los drones se usaraacuten para lsquohellipregistrar las diversas bandas del
espectro electromagneacutetico Diferentes minerales dejaraacuten huellas elec-
tromagneacuteticas disiacutemiles de manera que con un procesador podemos en
principio resolver la composicioacuten de esos mineralesrsquo
(httpwwwminingandexplorationcatechnologyarticledrones_are_re
ady_for_takeoff_in_the_mining_industry)
Figura 612 Drone utilizado en la actualidad en
la prospeccioacuten de minerales por medios no
magneacuteticos con una autonomiacutea de vuelo de 15
a 20 minutos
Conflictos beacutelicos
Durante la Segunda Guerra Mundial los diversos contendientes emplea-
ron magnetoacutemetros para descubrir los submarinos enemigos (figura
613) el instrumento era remolcado por un barco o se colocaba en una
aeronave el meacutetodo aeacutereo es el habitual en la actualidad dada la sensi-
bilidad de los magnetoacutemetros contemporaacuteneos Cualquier variacioacuten
brusca del campo magneacutetico en las cercaniacuteas del detector como por
ejemplo la que tiene lugar en el motor de arranque durante el encendi-
do de un vehiacuteculo proporcionaraacute una clara sentildeal Esta uacuteltima particula-
ridad ha sido empleada en los conflictos beacutelicos para detectar garajes o
cocheras militares camufladas
Para reducir la interferencia de los equipos eleacutectricos proveniente
del propio avioacuten el SAM se coloca en una proyeccioacuten externa o bota-
loacuten como el que se muestra en un avioacuten P-3C de la Lockheed (figura
614) en los helicoacutepteros el magnetoacutemetro se cuelga de un cable Lo 146
usual es antildeadir circuitos electroacutenicos para neutralizar el ruido magneacuteti-
co de interferencia proveniente de la aeronave Aun asiacute el submarino se
detectaraacute solo si se encuentra cerca de la superficie y no demasiado
lejos del medio aeacutereo empleado
Figura 613 Deteccioacuten magneacutetica de submarinos
Figura 614 Botaloacuten con el magnetoacutemetro en su interior
147
El alcance maacuteximo de deteccioacuten de unos 1200 m lo determina el
tamantildeo del submarino y la composicioacuten de su casco aunque tambieacuten
influye en el alcance la direccioacuten relativa del movimiento respecto al
campo magneacutetico terrestre tanto del avioacuten como del submarino Exis-
ten submarinos nucleares cuyo casco estaacute construido de titanio metal
no magneacutetico no obstante diversos instrumentos y equipos en su inte-
rior que incluyen las turbinas el reactor y los motores dieacutesel auxiliares
se construyen de aleaciones que contienen hierro y niacutequel haciendo
factible su deteccioacuten magneacutetica
El magnetoacutemetro que aparece en el esquema de la figura 69 deno-
minado lsquode compuerta de flujorsquo (fluxgate magnetometer) fue desarro-
llado en 1930 funciona energizando con corriente alterna dos bobinas
ideacutenticas en oposicioacuten de manera que la lectura del amperiacutemetro aco-
plado a la bobina secundaria se puede ajustar a cero en presencia del
campo terrestre Sin embargo cualquier perturbacioacuten magneacutetica poste-
rior causa un desequilibrio en la magnetizacioacuten de los nuacutecleos ferro-
magneacuteticos y en la corriente que atraviesa las bobinas apareciendo una
sentildeal detectable en el secundario
Un tipo de magnetoacutemetro maacutes reciente es el de precesioacuten de proto-
nes A pesar de que su nombre quizaacutes le sugiera al lector un teacutermino de
ciencia-ficcioacuten su funcionamiento es muy sencillo (aunque la fiacutesica del
fenoacutemeno no lo es) En este caso el enrollado se coloca alrededor de un
recipiente largo y estrecho con agua etanol o keroseacuten Al usar una
bateriacutea de corriente continua y desenergizar bruscamente el enrollado
en presencia del campo magneacutetico terrestre aparece una extracorriente
de ruptura que activa los momentos magneacuteticos de los protones en los
nuacutecleos atoacutemicos de la sustancia en cuestioacuten Se genera asiacute una peque-
ntildea sentildeal proporcional al campo terrestre que se puede amplificar y de-
tectar Un ejemplo de extracorriente de ruptura es la pequentildea chispa
que ocasionalmente se origina en un interruptor al desconectar un mo-
tor o una laacutempara de luz friacutea
En la actualidad existen magnetoacutemetros computarizados muy sensi-
bles que pueden detectar anomaliacuteas magneacuteticas terrestres desde los
sateacutelites en oacuterbita Magnetoacutemetros complejos se incluyen en naves
espaciales para estudiar el magnetismo del sol y otros planetas En julio
de 2007 se publicoacute el Mapa Mundial Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
con datos recopilados durante un largo periacuteodo de tiempo Fue confec-
cionado usando sensores SAM de diversos tipos combinando determi-
naciones terrestres mariacutetimas y aeacutereas por viacutea sateacutelite (figura 615)
El mapa completo se puede descargar en
httpprojectsgtkfiexportsitesprojectsWDMAMprojectperugiaW
DMAM_102_2007_Edition_low_resolution_reduced1pdf
Figura 615 Seccioacuten Centroamericana y Caribentildea del Mapa Mundial
Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
149
CAPIacuteTULO 7
TERAPIAS MAGNEacuteTICAS REALES E ILUSORIAS
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
En la actualidad existen muchas terapias que aplican campos magneacuteti-
cos tanto estaacuteticos como electromagneacuteticos Algunas tienen base cien-
tiacutefica y son totalmente vaacutelidas como la diatermia que consiste en el
calentamiento local de los tejidos aplicando radiacioacuten de microondas
Otras no poseen valor alguno a la luz de los conocimientos cientiacuteficos
contemporaacuteneos sin embargo muchas personas alegan sentirse mejor
cuando se someten a ellas
Las terapias ilusorias aparentan causar beneficios por diversas razo-
nes Una de ellas es el efecto placebo descrito en el capiacutetulo siguiente
Otra razoacuten es que no toman en cuenta la evolucioacuten natural de los pade-
cimientos que pretenden curar Por ejemplo hay estadiacutesticas que mues-
tran que en casi el 90 de los casos de las dolencias relacionadas al
sistema osteo-mio-articular hay remisioacuten espontaacutenea de siacutentomas es
decir desaparecen o reducen su intensidad por siacute mismos lo cual hace
aparecer como eficaz cualquier tratamiento aplicado tanto si es con-
vencional como si pertenece al grupo de las llamadas medicinas ldquoalter-
nativasrdquo ldquonaturalesrdquo o ldquotradicionalesrdquo
Se dice que es necesario conocer el pasado para poder comprender
el presente y vislumbrar hacia doacutende iremos en el futuro Y la realidad
es que muchos supuestos tratamientos magneacuteticos ldquonovedososrdquo ade-
maacutes de carecer de fundamento cientiacutefico fueron ya ensayados y
desechados hace mucho Auacuten alcanzan categoriacutea de terapia en ciertos
ciacuterculos gracias a la ignorancia de practicantes y pacientes a la ilusoria
promesa de alivio efectivo con poco esfuerzo y sin riesgos para el 150
paciente y a la propaganda reiterada acerca de su supuesta efectividad
la mayoriacutea de las veces con fines estrictamente econoacutemicos
A veces se alega que tales terapias son beneacuteficas porque los imanes
son lsquonaturalesrsquo como si esto fuera un argumento de peso En realidad
los imanes que se encuentran en la vida diaria son todos sinteacuteticos di-
sentildeados para cada aplicacioacuten especiacutefica Poseen propiedades magneacuteti-
cas muy superiores a las de la magnetita natural que en la praacutectica soacutelo
ha quedado para curiosidad de museo o uso de laboratorio (ver tabla
23) Ademaacutes el naturismo no es ciencia sino una doctrina que predi-
ca el uso de productos naturales para prevenir o curar las enfermedades
Nadie ha demostrado que la medicina natural sea superior o siquiera
equivalente a la medicina convencional moderna excepto quizaacutes en
alguna contada excepcioacuten
No es raro que las supuestas terapias aparezcan de forma recurrente
Alcanzan un maacuteximo de popularidad se ponen de moda y muchos las
adoptan Al cabo de un corto tiempo surge el desencanto se comprueba
que no sirven para nada y desaparecenhellip aunque no totalmente para
reaparecer con fuerza al cabo de unos pocos antildeos renaciendo de sus
cenizas como el ave Feacutenix
El caso de las pulseras magneacuteticas del capiacutetulo 1 no es ni mucho
menos el uacutenico En la actualidad no resulta difiacutecil encontrar anuncios
promociones y artiacuteculos en revistas no especializadas o en la Internet
donde se ensalzan las virtudes de uno u otro tratamiento magneacutetico o de
radiaciones desconocidas para ser aplicadas tanto a personas como a
animales Los anuncios recomiendan bobinas para generar campos al-
ternos o imanes permanentes para magnetoterapia prometiendo al
comprador beneficios de todo tipo a un precio moacutedico Usualmente los
imanes se colocan en alguacuten soporte o aditamento adecuado como pulse-
ras vendas collares mantas e incluso camas
Estas promociones nunca aportan pruebas de sus afirmaciones citan
personajes inexistentes o fuera de contexto y ni siquiera emplean una
terminologiacutea veraz Lo usual es que utilicen teacuterminos cientiacuteficos pero
en forma incorrecta No obstante para el lector no entrenado estas
declaraciones suelen resultar bastante convincentes pues la terminolo-
giacutea cientiacutefica proporciona un manto de ciencia y veracidad a lo que
nada tiene de lo uno o de lo otro Tambieacuten pesa mucho en la balanza el
afaacuten del paciente de buscar solucioacuten a una dolencia que puede no ser
fatal pero siacute muy molesta recurrente y difiacutecil de aliviar 151
Por tanto iquestqueacute hay de cierto y queacute de falso en las terapias magneacuteti-
cas iquestQueacute se sabe en realidad y queacute resulta una pura especulacioacuten iquestEs
correcto incluir a todas bajo una misma denominacioacuten Es decir por
ser magneacuteticas o electromagneacuteticas iquesttodas sirven iquestNinguna sirve
iquestSon beneacuteficas o son dantildeinas iquestCoacutemo separar la ficcioacuten de la realidad
Campos magnetostaacutetico y electromagneacutetico Antes de proseguir resulta conveniente insistir en lo siguiente Existe
una diferencia esencial entre los campos magnetostaacuteticos asociados a
los imanes permanentes (o a una bobina con corriente continua) y los
campos electromagneacuteticos que se generan en una antena emisora o se
producen al hacer pasar una corriente alterna por el enrollado de una
bobina La diferencia consiste en que los campos magneacuteticos variables
en el tiempo siempre tienen asociado un campo eleacutectrico mientras que
los campos magneacuteticos estaacuteticos no estaacuten asociados a campo eleacutectrico
alguno
Los magnetoterapeutas usualmente desconocen lo anterior y no ha-
cen distincioacuten entre uno y otro cuando en realidad resulta imprescindi-
ble analizarlos por separado pues las propiedades son radicalmente
distintas En un caso solo actuacutea un campo el magneacutetico En el otro dos
campos con propiedades muy diferentes actuaraacuten a la vez sobre el suje-
to
Campo magneacutetico estaacutetico magnetoterapia El teacutermino proviene del ingleacutes magnetotherapy ldquoterapia con imanesrdquo
pero tambieacuten se aplica a los campos generados en bobinas con corriente
continua siempre y cuando la corriente no variacutee con el tiempo
Desde la antiguumledad se le han atribuido virtudes curativas a los ima-
nes Cuando se revisa la literatura surgen referencias anecdoacuteticas anti-
guas aunque difiacuteciles de verificar Asiacute se mencionan papiros de antes
de nuestra era donde aparece la receta de un unguumlento aplicable a heri-
das en la cabeza nombrando el hierro meteoacuterico que algunos interpre-
tan como el imaacuten natural magnetita Tambieacuten parece ser que griegos y
romanos atribuiacutean efectividad a los tratamientos magneacuteticos Seguacuten
algunas fuentes el griego Hipoacutecrates considerado el meacutedico maacutes
152
importante de la antiguumledad recomendaba ldquohellipsi la cavidad uterina no
retiene el semen viril toma plomo y saca de la piedra que atrae el hie-
rro un polvo fino envuelve todo en tela de lino humedecida con leche
de mujer y luego apliacutecalo como fomento contra la matrizrdquo Otras afir-
man que en los escritos del bioacutegrafo y ensayista griego Plutarco se pue-
de encontrar la desconcertante referencia de que un imaacuten permanente
pierde su fuerza si se le restriega con ajo Tambieacuten aparecen menciones
sobre las supuestas virtudes curativas de la magnetita en escritos persas
aacuterabes y bizantinos antiguos
En el siglo XVI el meacutedico filoacutesofo y alquimista suizo Theophrastus
Bombastus von Hohenheim (1493-1541) maacutes conocido como Paracel-
so utilizoacute imanes permanentes para tratar la epilepsia la diarrea y las
hemorragias procedimientos que posteriormente fueron encontrados
sin fundamento Consideraba que las enfermedades eran atraiacutedas hacia
el imaacuten de la misma forma que son atraiacutedos el acero y el hierro y que
uno de los polos era capaz de atraer y el otro de repeler los padecimien-
tos
Aunque los escritos de Paracelso conteniacutean elementos de magia la
oposicioacuten a los preceptos meacutedicos de su tiempo apoyados en purgas y
sanguijuelas para lsquoextraer los malos fluidos del cuerporsquo contribuyeron
al adelanto del pensamiento cientiacutefico de la eacutepoca Algunos de sus cri-
terios subsisten hasta hoy en forma de pseudociencia como por ejem-
plo la supuesta diferencia de aplicar un polo norte o un polo sur en
diferentes terapias magneacuteticas Paracelso tambieacuten es considerado pre-
cursor de otra pseudociencia la homeopatiacutea de Samuel Hahnemann
(1755-1843) pues muchos de sus remedios se cimentaban en la creen-
cia de que ldquolo similar cura lo similarrdquo Esta frase resume la lsquoley de lo
similaresrsquo uno de los nunca demostrados postulados de Hahnemann
(ver Rev Cub Fiacutesica vol 25 No 1 (2008) p 38-44 accesible en la
WEB)
En los siglos siguientes se multiplicaron en toda Europa partidarios
y detractores de las terapias magneacuteticas En 1641 el irlandeacutes Valentine
Greatrakes inspirado en un suentildeo se dedicoacute a prestar sus servicios
como sanador frotando las partes afectadas con una barra de hierro
magnetizada El eacutexito de sus tratamientos fue confirmado por personas
distinguidas y educadas de la eacutepoca pero las curas eran transitorias y
la cantidad de personas que veniacutean a consultarlo fue decreciendo gra-
dualmente hasta que se retiroacute Johan Baptiste van Helmont (1644)
intentoacute asociar el magnetismo a la miacutestica encontrando la oposicioacuten del
jesuita Adanasius Kircher quien consideraba las conjeturas supersticio-
sas como payasadas Es posible encontrar referencias del siglo XVIII
sobre la aplicacioacuten de los imanes permanentes a los dolores dentales y a
las histerias temblores y tortiacutecolis Tambieacuten se mencionan la mejora en
la regularidad de las menstruaciones y la atenuacioacuten de dolores en ge-
neral
Franz Anton Mesmer
La terapia magneacutetica con imanes permanentes alcanzoacute su mayor grado
de popularizacioacuten a finales del siglo XVIII en Francia con Franz Anton
Mesmer un meacutedico austriacuteaco precursor en los campos del psicoanaacutelisis
y del hipnotismo Mesmer habiacutea sido alumno de otro sacerdote jesuita
el padre Maximilian Hell quien realizaba ldquocuracionesrdquo a principios de
la deacutecada de 1770 aplicando a sus pacientes placas de acero magneti-
zado
En viacutesperas de la Revolucioacuten Francesa Mesmer inauguroacute en Pariacutes
un saloacuten de curaciones que atendiacutea a la nobleza e incluiacutea tratamientos
magneacuteticos Las curaciones se lograban tratando las ldquohellipdesviaciones
indeseables del magnetismo animal innato a los seres humanosrdquo Con el
tiempo Mesmer descubrioacute que obteniacutea los mismos resultados sin utili-
zar los imanes y postuloacute que el lsquomagnetismo animalrsquo inherente a todo
lo vivo era quien le permitiacutea corregir las anomaliacuteas del lsquoflujo magneacuteti-
corsquo en los enfermos
Uno de sus tratamientos consistiacutea en reunir a los pacientes en una
habitacioacuten oscura Vistiendo una tuacutenica dorada y una especie de varita
maacutegica en su mano los sentaba alrededor de una gran vasija que conte-
niacutea una disolucioacuten de productos quiacutemicos El magnetizador y sus ayu-
dantes todos varones miraban fijamente a los ojos de los pacientes les
hablaban y les frotaban diversas partes del cuerpo incluyendo los senos
de las mujeres mientras los pacientes se agarraban a unas barras de
hierro que sobresaliacutean de la disolucioacuten hasta que se alcanzaba un cierto
grado de exaltacioacuten De esta manera se curaban a diestra y siniestra
muchos aristoacutecratas principalmente mujeres joacutevenes
En 1785 cuatro antildeos antes del inicio de la Revolucioacuten Francesa los
principales meacutedicos de Pariacutes presionaron a Luis XVI para que tomara
154
cartas en el asunto quien hizo que la Academia Francesa de las Cien-
cias nombrara una comisioacuten para revisar los lsquotratamientosrsquo de Mesmer
La comisioacuten incluiacutea personalidades de renombre como el astroacutenomo
Jean Sylvain Bailly miembro de la Academia primer presidente de la
Asamblea Nacional durante la Revolucioacuten Francesa y posteriormente
Alcalde de Pariacutes el quiacutemico Antoine Lavoisier descubridor de la Ley
de Conservacioacuten de la Masa miembro de la Academia tambieacuten cono-
cido como el Padre de la Quiacutemica Moderna el meacutedico Joseph Ignace
Guillotin de sombriacutea celebridad hoy diacutea pero un meacutedico reconocido en
su eacutepoca y diputado a la Asamblea Nacional y Benjamiacuten Franklin
revolucionario norteamericano diplomaacutetico y experto en electricidad
inventor del pararrayos y los bifocales
La comisioacuten realizoacute lo que hoy se conoce como un elemental expe-
rimento de control aplicoacute el tratamiento magnetizador sin que los pa-
cientes lo supieran y no se produjeron las curaciones Se concluyoacute que
las curaciones si las habiacutea estaban solo en la mente de las personas que
las esperaban El informe elaborado desfavorable para las teoriacuteas de
Mesmer hizo que este perdiera raacutepidamente su prestigio y pasara el
resto de su vida en el olvido
La figura 71 muestra un dibujo de un perioacutedico parisino de la eacutepo-
ca Benjamiacuten Franklin aparece a la izquierda con los documentos que
declaran el magnetismo animal una farsa Arriba a la derecha Mesmer
con grandes orejas de burro es expulsado volando de la sala junto a su
seacutequito de asistentes Los maacutes maliciosos en Pariacutes acusaban a Mesmer
de ejecutar praacutecticas maacutegico-sexuales en su saloacuten de curaciones
Los reportes originales de las autoridades parisinas detallando las te-
rapias de Mesmer junto a muchas otras informaciones sobre falsos
expertos y tratamientos magneacuteticos aparecen en el libro de Charles
Mackay ldquoMemorias de Ilusiones Populares y la Locura de las Multitu-
desrdquo editado en 1841 Se encuentra accesible en
httpwwwfullbookscomMemoirs-of-Extraordinary-Popular-
Delusionsx3081html
155
Figura 71 Dibujo satiacuterico de un perioacutedico parisieacuten
de 1790 ridiculizando al magnetismo animal lsquoFran-
klin pone en fuga a los mesmeristasrsquo en lsquoEl magne-
tismo develadorsquo Biblioteca Nacional de Francia
Tractores de Perkins
Tambieacuten hacia finales del siglo XVIII el meacutedico Elisha Perkins de
Connecticut que alternaba el ejercicio de la medicina con el de comer-
cio de mulas recomendaba el uso de lsquotractores metaacutelicosrsquo para el tra-
tamiento de varias enfermedades en personas y caballos Los lsquotractoresrsquo
(punzones confeccionados de dos metales diferentes que en realidad no
teniacutean propiedades magneacuteticas) se utilizaban frotando suavemente el
aacuterea lesionada para ldquoextraer el fluido eleacutectrico nocivo que subyace en
la base del sufrimientordquo En 1776 justo al comienzo de la guerra de
independencia de Estados Unidos le habiacutea sido concedida una patente
bajo el tiacutetulo ldquoaparato metaacutelico de Perkins para la terapia del dolorrdquo
Algunos meacutedicos prominentes esceacutepticos de los resultados de Per-
kins repitieron sus experimentos utilizando piezas de madera talladas y
pintadas de forma que semejaran tractores Los resultados fueron exac-
tamente los mismos que los obtenidos con los tractores reales y fueron
publicados en el artiacuteculo ldquoDe la imaginacioacuten como causa y cura de
desoacuterdenes ejemplificada por tractores ficticiosrdquo En 1796 la Connec-
ticut Medical Society calificoacute a Perkins de farsante y lo expulsoacute de sus
filas por haber ldquorevivido las remanencias miserables del magnetismo
animalpredicando que el frotamiento curaraacute radicalmente los dolores
maacutes rebeldesrdquo Por regla general los periodistas no tardaban en satiri-
zar este tipo de fantasiacuteas terapeacuteuticas (figura 72)
Figura 72 Aplicacioacuten de los tractores de Perkins
Tomado de httpwwwhslvirginiaedu Publicado
por H Humphrey 27 St Jamess Street Londres
Nov 11 1801
Un artiacuteculo mucho maacutes reciente de EJ Engstrom publicado en el
Medizinhistorisches Journal 41(3-4) 2006 revela que entre 1780 y
1830 los meacutedicos de La Chariteacute uno de los principales hospitales de
Berliacuten realizaron ensayos cliacutenicos para comprobar la efectividad tera-
peacuteutica del magnetismo animal y mineral (la manera de designar en la
eacutepoca lo que hoy se conoce como magnetoterapia) Fundamentaacutendose
en los reportes meacutedicos e historias cliacutenicas Engstrom concluyoacute lo si-
guiente ldquoMientras que en 1790 la plausibilidad de las reivindicaciones
terapeacuteuticas del magnetismo animal demandaban la atencioacuten del cuerpo
meacutedico en 1830 las evidencias acumuladas sobre lo que se basaban
esas reivindicaciones habiacutean perdido su poder de persuasioacuten y fueron
relegadas al oscuro mundo de los farsantes y los charlatanesrdquo
157
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos No obstante a pesar de la continuada descalificacioacuten de estos procedi-
mientos por parte de la comunidad cientiacutefica la terapia magneacutetica se
hizo bastante popular En los siglos siguientes devino en una forma de
curanderismo o charlataneriacutea distorsionada y muchas veces fraudulenta
A finales del siglo XIX era posible encontrar cataacutelogos de grandes tien-
das norteamericanas ofertando ropa y sombreros magneacuteticos (algunos
con maacutes de 700 imanes) para entrega por correo Los anuncios prome-
tiacutean que ldquohellipel magnetismo aplicado correctamente curaraacute cualquier
enfermedad curable independientemente de cuaacutel sea su causardquo (Ma-
cklis R Annals of Medicine 118(5) 376-383 1993)
Auacuten hoy diacutea es posible encontrar escritos donde se afirma que el
magnetismo es buenohellip praacutecticamente para todo Asiacute por ejemplo una
solicitud de patente de 1982 (S Maeshima Tokio) describe los benefi-
cios que proporciona el aparato disentildeado por eacutel como que es capaz de
ldquohellip conducir el magnetismo al cuerpo y con esto provocar una leve
estimulacioacuten de los nervios perifeacutericos y de las ceacutelulas tisulares Esto
debe aumentar la circulacioacuten de la sangre la excrecioacuten cutaacutenea y el
recambio efectos necesarios para la conservacioacuten de una buena salud
para la defensa contra las enfermedades y para la recuperacioacuten general
despueacutes de una severa enfermedadrdquo Aquiacute el engantildeo estaacute en la palabra
ldquodeberdquo es decir el solicitante supone que su invento es capaz de todo
lo que dicehellip que desde luego no puede demostrar
En el paacuterrafo anterior se pudiera escribir igualmente lsquodebersquo estimu-
lar los procesos que favorecen la formacioacuten de tumoreshelliprsquodebersquo esti-
mular la reproduccioacuten de las ceacutelulas cancerosas en fin lo que a usted
se le ocurra ya que no hay razoacuten alguna para que se estimulen uacutenica-
mente los procesos beneacuteficos para el organismo si es que efectivamen-
te se logra estimular alguno Lo uacutenico que ha cambiado en relacioacuten con
los escritos del siglo XVIII es la terminologiacutea utilizada maacutes acorde con
el estado actual de los conocimientos
El misticismo las exageraciones y las falsedades que acompantildearon
el uso del magnetismo en la medicina desde sus inicios de cierta forma
desestimularon por mucho tiempo el desarrollo de investigaciones cien-
tiacuteficas serias acerca de sus posibles efectos terapeacuteuticos Al avanzar el
siglo XX el intereacutes popular por la terapia magneacutetica habiacutea decaiacutedo y
158
hacia los antildeos 40 praacutecticamente no se publicaban artiacuteculos en las revis-
tas especializadas acerca de los efectos fisioloacutegicos de los campos
magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos
Aunque actualmente es posible encontrar ofertas de imanes perma-
nentes en forma de diversos aditamentos terapeacuteuticos los estudios que
avalan la eficacia de esos tratamientos siguen sin aparecer Auacuten maacutes ni
siquiera hay indicios de cual pudiera ser el posible mecanismo de ac-
cioacuten de esos dispositivos Como el campo magneacutetico de los imanes no
variacutea con el tiempo no hay efectos eleacutectricos asociados ademaacutes la
intensidad de los campos aplicados es muy pequentildea para tener alguacuten
efecto directo sobre el organismo Analicemos pues brevemente las
propiedades reales de los campos magnetostaacuteticos
El campo magnetostaacutetico es conservativo Es conocido que un campo magnetostaacutetico no interacciona con las par-
tiacuteculas sin carga eleacutectrica Tampoco lo hace con las que tienen carga
eleacutectrica y estaacuten en reposo Solo puede hacerlo con las cargas o iones
en movimiento haciendo que su direccioacuten variacutee pero no su energiacutea
cineacutetica pues la fuerza de interaccioacuten es perpendicular al movimiento
en todo momento (en fiacutesica se resume esta propiedad diciendo que la
fuerza no hace trabajo)
Si se acerca un imaacuten al cuerpo humano puede que interaccione de
una manera diferente con los iones presentes en los tejidos haciendo
que su energiacutea potencial variacutee Pero al alejarlo la situacioacuten se revertiraacute
completamente Al regresar a la posicioacuten inicial el sistema tornaraacute
exactamente al estado energeacutetico que teniacutea en sus inicios sin que haya
ninguacuten cambio neto en la energiacutea (es por eso que el campo magnetostaacute-
tico es un campo conservativo la energiacutea del sistema se mantiene cons-
tante en un ciclo cerrado de movimiento) Luego no se puede conside-
rar que haya un traspaso de energiacutea del imaacuten al sujeto pues contradice
las leyes conocidas de la fiacutesica Si asiacute fuera los imanes se descargariacutean
como las bateriacuteas lo que no sucede (Los imanes de las bocinas de sus
equipos de audio y los de la puerta de su refrigerador no se lsquodescarganrsquo
nunca por mucho que trabajen)
Otro argumento contrario a la efectividad terapeacuteutica de los campos
magnetostaacuteticos es el siguiente los promotores de la aplicacioacuten de ven-
das magnetizadas para estimular los muacutesculos de los deportistas atribu-
yen los supuestos efectos a un incremento de la circulacioacuten local de la
sangre Sin embargo la evidencia cientiacutefica que apoya esta afirmacioacuten
es inexistente Vale la pena recordar que el flujo sanguiacuteneo depende de
factores tales como la diferencia de presioacuten en el sistema de vasos y de
sus diaacutemetros sometidos eacutestos a un fino control a traveacutes de mecanis-
mos muy complejos (hormonales nerviosos y sistemas locales de con-
trol) cuya influencia individual es muy difiacutecil de valorar
Ademaacutes todo intento de explicar un incremento en la circulacioacuten
mediante las fuerzas magneacuteticas que actuacutean sobre los iones cargados en
movimiento choca con la realidad de que esas fuerzas son demasiado
pequentildeas Se ha calculado que un imaacuten permanente tiacutepico capaz de
generar en la piel un campo magneacutetico de 25 mT origina un efecto en
los iones de la sangre millones de veces menor que el de la agitacioacuten
teacutermica que siempre se encuentra presente en cualquier objeto
Un argumento definitorio en contra de la supuesta estimulacioacuten local
de la circulacioacuten de la sangre es el siguiente los pacientes sometidos a
diagnoacutestico en equipos de resonancia magneacutetica se someten a campos
magneacuteticos de intensidad miles de veces mayores que el proporcionado
por cualquier imaacuten permanente Los estudios realizados sobre estos
pacientes nunca han mostrado efecto alguno en la circulacioacuten sanguiacute-
nea
Existen numerosas investigaciones que han fracasado en el empentildeo
de encontrar alguna relacioacuten entre la aplicacioacuten del campo magneacutetico y
la circulacioacuten de la sangre Tambieacuten se ha sentildealado que la sola presen-
cia de una venda alrededor de un muacutesculo sin ninguacuten aditamento mag-
netizante es suficiente para hacer variar su temperatura y ejercer un
efecto estimulante De manera que es posible afirmar sin lugar a dudas
que esa estimulacioacuten magneacutetica de la circulacioacuten no es maacutes que una
fantasiacutea ilusoria
Campo electromagneacutetico
Como se explicoacute en la seccioacuten anterior los campos magneacuteticos varia-
bles en el tiempo engendran campos eleacutectricos (y viceversa) de manera
que no es posible analizar los efectos magneacuteticos sin tomar en cuenta
los efectos eleacutectricos Ambos efectos estaraacuten siempre presentes en con-
junto en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propaga en todas
direcciones a la velocidad de la luz
160
Descartando los rayos X analizados en el capiacutetulo 5 resulta uacutetil es-
tablecer una divisioacuten adicional entre los dos tipos de radiaciones maacutes
utilizadas en diversas terapias las microondas u ondas de radio de alta
frecuencia y los campos alternos de baja frecuencia
Microonda (300 MHz-3 GHz) El principal efecto de las microondas en los tejidos bioloacutegicos es la
generacioacuten de calor La diatermia se utiliza ampliamente para tratar el
dolor y la inflamacioacuten con irradiaciones de radiofrecuencias sobre la
zona afectada para elevar la temperatura La tendencia actual para tra-
tar algunos tipos de procesos inflamatorios es contraria se reduce la
temperatura con el objetivo de ralentizar o retardar las reacciones dantildei-
nas que tienen lugar en el proceso
Como la componente eleacutectrica de la radiacioacuten actuacutea directamente
sobre las cargas eleacutectricas puede inducir pequentildeas corrientes eleacutectricas
en los tejidos que generaraacuten calor por efecto Joule Tambieacuten habraacute otro
tipo de interaccioacuten la dieleacutectrica al inducir dipolos en las moleacuteculas no
polares o ejerciendo torques sobre las moleacuteculas polares Este meca-
nismo tambieacuten puede elevar la temperatura de los tejidos al incrementar
la agitacioacuten al nivel microscoacutepico pues la temperatura es justamente la
medida macroscoacutepica de esa agitacioacuten El proceso es enteramente simi-
lar al que tiene lugar en un horno de microondas
La induccioacuten generada por los campos eleacutectricos y el correspon-
diente calor disipado aumenta con la intensidad del campo aplicado y
con la rapidez de su variacioacuten en el tiempo Existe un rango bastante
amplio de frecuencias que producen estos efectos La frecuencia utili-
zada en la mayoriacutea de los equipos comerciales de microondas es de
unos 2 450 MHz regulada por convenios internacionales
Radiacioacuten de baja frecuencia
En la literatura meacutedica se denominan campos de baja frecuencia a los
de valor entre 20 y 100 Hz la frecuencia de la red comercial es 50 Hz
en Europa y 60 Hz en Ameacuterica Tambieacuten es usual encontrar campos
pulsantes que poseen una frecuencia algo mayor pero que no se apli-
can de forma continua sino por impulsos de corta duracioacuten Con ese
161
procedimiento se persigue el objetivo de dar tiempo a dispersar lo maacutes
posible el calor potencial generado por la radiacioacuten -si lo hubiere- ya
que en este caso no es el calor lo que interesa
Existe amplia evidencia de que la actividad eleacutectrica estaacute presente en
el cuerpo humano en todo momento Es posible medir los potenciales
causados por las corrientes en el corazoacuten (electrocardiograma) o en el
cerebro (electroencefalograma) Un hueso sometido a un esfuerzo me-
caacutenico tambieacuten puede generar diferencias de potencial (efecto piezo-
eleacutectrico) De manera que resulta muy racional suponer que la aplica-
cioacuten de una corriente eleacutectrica adecuada de baja intensidad podraacute afec-
tar los tejidos de alguna manera Esa corriente se puede aplicar direc-
tamente a traveacutes de contactos en la piel o indirectamente mediante un
campo electromagneacutetico de baja frecuencia que genera campos eleacutectri-
cos y corrientes en el interior del cuerpo La palabra lsquoadecuadarsquo es im-
portante los tejidos responden de muy diversa forma a diferentes sentildea-
les eleacutectricas en dependencia tanto del tejido particular considerado
como de la sentildeal aplicada Por tanto es imposible conocer de ante-
mano sin llevar a cabo ensayos cliacutenicos detallados si tal estiacutemulo seraacute
realmente beneacutefico o por el contrario dantildeino para el paciente Muchos
promotores de estos procedimientos simplemente no toman en cuenta
esta realidad
Breve historia de la terapia electromagneacutetica Las terapias electromagneacuteticas surgieron casi conjuntamente con el
inicio de las primeras redes eleacutectricas comerciales La figura 73 mues-
tra una paciente durante una aplicacioacuten del Theronoid producido en
Estados Unidos a partir de 1928 Consistiacutea en un enrollado toroidal de
alambre conductor de unos 50 cm de diaacutemetro con una caja adosada y
dos controles uno de apagadoencendido y otro de altabaja para regu-
lar la intensidad Disentildeado para aplicaciones caseras el paciente lo
conectaba a la corriente de su vivienda para autoaplicarse tratamientos
diarios de 3 a 5 minutos de duracioacuten Este no fue el primer dispositivo
con estas caracteriacutesticas pues con anterioridad se habiacutean patentado
otros similares para ser usados tanto en personas como animales hasta
en caballos La figura 74 se muestra una patente donde la bobina se
colocaba alrededor de todo el caballo parado en sus 4 patas
162
Figura 73 El Theronoid (Tomado de
httpwwwamericanartifactscomsmmaindexhtm)
Figura 74 Equipos para tratamientos electromagneacuteti-
cos Principios del siglo XX (Tomado de httpwww
americanartifactscomsmmaindexhtm)
Como casi siempre ocurre con estas terapias maravillosas los auto-
res afirmaban que el Theronoid podiacutea curar casi cualquier dolencia
desde el estrentildeimiento hasta la paraacutelisis En 1933 la Comisioacuten Federal
de Comercio de Estados Unidos prohibioacute la publicidad del Theronoid
como dispositivo terapeacuteutico por no encontrar que proporcionara bene-
ficio alguno a las personas (accesible en httpwwwamericanartifacts
comsmmaindexhtm)
En el presente existe una gran cantidad de literatura sobre el tema
Por ejemplo una revisioacuten del antildeo 2008 publicado por RHW Funk y
colaboradores del Instituto de Anatomiacutea de Dresden incluye alrededor
de 400 artiacuteculos dedicados al estudio de los efectos bioloacutegicos de la
radiacioacuten sobre ceacutelulas y tejidos El resumen no incluye otros muchos y
muy variados artiacuteculos que reportan los efectos de la radiacioacuten al apli-
carse directamente a las personas (a pesar de que quienes los aplican no
saben con certeza si los tratamientos seraacuten dantildeinos en alguacuten sentido o
no)
En las personas la radiacioacuten de baja frecuencia se ha aplicado al es-
tudio de los efectos en el aparato muacutesculo-esqueleacutetico en traumatolo-
giacutea reumatologiacutea y en enfermedades del aparato vascular La terapia
maacutes estudiada es la que se aplica a las fracturas oacuteseas tanto en personas 163
como animales Si bien el mecanismo no estaacute totalmente esclarecido
diversos autores reportan que la radiacioacuten estimula los procesos asocia-
dos a la formacioacuten del hueso y a la asimilacioacuten de implantes Se em-
plean frecuencias entre 20 y 100 Hz con intensidades del campo aplica-
do muy pequentildeas entre 05 y 8 mT y duracioacuten de hasta 30 minutos El
tratamiento puede prolongarse por diacuteas o meses aunque hay investiga-
dores que alegan que la regeneracioacuten del hueso pudiera ocurrir de ma-
nera indeseable Otros consideran que los beneficios no justifican su
relativamente alto uso cliacutenico en algunos lugares
En 1985 Watkins y otros reportaron que la aplicacioacuten a equinos de
campos electromagneacuteticos en defectos creados previamente mediante
cirugiacutea en la superficie del tendoacuten digital flexor causoacute un incremento
en la concentracioacuten de vasos sanguiacuteneos Pero la maduracioacuten del tejido
de reparacioacuten y la transformacioacuten del tipo de colaacutegeno (componentes
esenciales del proceso de recuperacioacuten del tendoacuten) fueron en realidad
retrasadas por el tratamiento
Un artiacuteculo muy documentado de EYS Chao y N Inoue basado
en ensayos con animales y publicado en 2003 titulado ldquoEstimulacioacuten
biofiacutesica de la reparacioacuten de huesos fracturados regeneracioacuten y remo-
delacioacutenrdquo concluye que ldquohellipsin conocer con precisioacuten el mecanismo
celular asociado a la respuesta de los tejidos a estas intervenciones
resultariacutea difiacutecil e inefectivo implementar una terapia apropiada acorde
a la prescripcioacuten cliacutenica precisardquo Maacutes adelante sentildeala ldquose requiere un
esfuerzo en este sentido para lograr la suficiencia en la aplicacioacuten cliacuteni-
cardquo
Al final de la publicacioacuten en un intercambio con los aacuterbitros los
propios autores advierten ldquohelliputilizar esta tecnologiacutea de forma indis-
criminada (sin prescripcioacuten y supervisioacuten apropiada) puede causar efec-
tos secundarios indeseados e incluso dantildeinosrdquo Un meta-anaacutelisis esta-
diacutestico posterior publicado en 2008 por Mollon et al reporta que en
ese momento auacuten existiacutea mucha incertidumbre acerca de la efectividad
de la estimulacioacuten electromagneacutetica cuando se aplica a las fracturas
Pero la radiacioacuten electromagneacutetica de baja frecuencia no solo se
aplica en los huesos Adicionalmente ha sido evaluada por diferentes
investigadores para el tratamiento de tejidos blandos tambieacuten en la
cabeza para supuestamente calmar los dolores o la ansiedad y en otras
partes del cuerpo con diversos fines Se fabrican equipos comerciales
en los que se puede introducir el torso completo de una persona (Figura
75)
Figura 75 Terapia con campos electromagneacuteticos de muy baja
frecuencia
En ciertos casos algunas investigaciones proporcionan evidencia de
que esta terapia pudiera ser de valor como en el caso de lesiones croacuteni-
cas y la regeneracioacuten neuronal Sin embargo otros no han podido en-
contrar ninguacuten efecto en la curacioacuten de los tejidos y es bastante usual
encontrar reportes contradictorios Quienes critican estas teacutecnicas ale-
gan que muchos de los experimentos que aparecen en la literatura han
sido mal disentildeados o no ha habido comparacioacuten con grupos de control
para confirmar los resultados Otros apuntan que los campos eleacutectricos
inducidos a tan bajas frecuencias son mucho menores a los que por
naturaleza existen en las membranas bioloacutegicas por lo que resulta muy
cuestionable la efectividad del tratamiento
A partir de los estudios realizados en ceacutelulas se ha estimado que la
intensidad de un campo magneacutetico de frecuencia industrial (50-60 Hz)
debe ser superior a 05 mT para inducir corrientes eleacutectricas de una
magnitud similar a las que se presentan de forma natural en el cuerpo
humano
En general aunque usualmente se reconoce la eficacia de algunos de
estos tratamientos tambieacuten existe el sentimiento bastante generalizado
entre la comunidad cientiacutefica de que auacuten queda mucho por estudiar para
lograr optimizar paraacutemetros tales como las caracteriacutesticas de la sentildeal
aplicada -intensidad frecuencia forma de la onda- el tiempo de aplica-
cioacuten y la duracioacuten del tratamiento A la par se necesitan estudios deta-
llados que permitan descartar la aparicioacuten de dantildeos colaterales
Reportes negativos
La radiacioacuten a baja frecuencia y baja intensidad no parece tener efectos
perjudiciales inmediatos pero siacute a largo plazo Un reporte bastante 165
completo de la Universidad de Washington en 2004 firmado por H Lai
y NP Singh indica que ldquohellip ratas expuestas a campos sinusoidales de
60 Hz por dos horas a intensidades de 01-05 mT mostraron incre-
mento de la rotura de cadenas simples y dobles de ADN en las ceacutelulas
del cerebrordquo y un artiacuteculo review de 2014 realizado por el Bioinitiative
Working Group de la Universidad de Washington reporta afectaciones
geneacuteticas en ceacutelulas expuestas a radiaciones de muy baja frecuencia en
el 83 de los casos
Estos resultados debieran indicarle a los terapeutas magneacuteticos con-
temporaacuteneos no aplicar a los sujetos campos de baja frecuencia de for-
ma recurrente al menos hasta tener mayor informacioacuten sobre el tema
Por una parte no hay beneficios demostrados mediante ensayos cliacutenicos
rigurosos y por la otra existe la posibilidad concreta de efectos perju-
diciales a largo plazo Aplicar estas radiaciones en la regioacuten abdominal
podriacutea acarrear afectaciones en el ADN de oacutevulos y espermatozoides
Como son entidades unicelulares se incrementariacutea asiacute la probabilidad
de que el paciente llegue a procrear fetos viables pero con alguna ano-
maliacutea geneacutetica que no seraacute detectada hasta mucho despueacutes
Otros lsquotratamientosrsquo son estafas bien organizadas En febrero de
2007 en una accioacuten combinada con Meacutexico y Canadaacute la Comisioacuten
Federal de Comercio de EEUU (Federal Trade Commision FTC)
presentoacute una demanda contra la empresa canadiense lsquoZoetron therapyrsquo
alegando la inefectividad de su terapia electromagneacutetica contra el caacuten-
cer La misma se basaba en la aplicacioacuten de campos magneacuteticos pulsan-
tes para eliminar las ceacutelulas cancerosas La Zoetron cobraba de 15 000
a 20 000 USD a los pacientes norteamericanos que despueacutes debiacutean
trasladarse por su cuenta a Meacutexico Durante la accioacuten combinada las
autoridades mexicanas clausuraron la cliacutenica en Tijuana donde se efec-
tuaban los tratamientos Finalmente la Zoetron llegoacute a un acuerdo con
la FTC en el que la empresa se comprometiacutea a no intentar nuevamente
un lsquonegociorsquo anaacutelogo a cuenta de la suspensioacuten de una multa de 7 650
000 USD basada esencialmente en su imposibilidad de cubrirla
En septiembre de 2013 la Food and Drug Administration (FDA) de
ese mismo paiacutes envioacute una carta de advertencia de delito a la empresa
israelita Curatronic Ltd por comercializar en los EEUU equipos gene-
radores de radiacioacuten electromagneacutetica capaces seguacuten sus promotores
de lsquoreeducarrsquo los muacutesculos para prevenir infartos incrementar la
166
circulacioacuten y retardar o prevenir la atrofia (Documento accesible en
httpwwwfdagovicecienforcementactionswarningletters2013ucm
335343htm)
Estos ejemplos indican que como regla cualquier supuesto tratamiento
electromagneacutetico se debe verificar a partir de la literatura cientiacutefica y
no soacutelo por lo que promueven los sitios comerciales
No obstante no todos los tratamientos propuestos en la literatura
son espurios Los hay efectivos o al menos reconocidos como tales
pero muy contados Un ejemplo es el siguiente la FDA aproboacute en
enero de 2013 un tratamiento dirigido a adultos con desordenes depre-
sivos que no alcanzan una mejoriacutea significativa con tratamientos con-
vencionales anti-depresivos La terapia emplea radiaciones electromag-
neacuteticas de baja frecuencia (1-10 kHz) (Documento accesible en
httpwwwaccessdatafdagovcdrh_docspdf12k122288pdf)
Nanomagnetismo y medicina
A principios de este siglo comenzaron a aparecer con cierta frecuencia
en las revistas cientiacuteficas especializadas artiacuteculos que relacionan la
nanotecnologiacutea con el magnetismo y la medicina A partir de ese mo-
mento la cantidad de artiacuteculos se ha ido incrementando en forma soste-
nida Una revisioacuten publicada en 2009 por Pankhust lista maacutes de 110
artiacuteculos que se pueden agrupar en diversas vertientes seguacuten el tema
especiacutefico a que estaacuten dedicados Ademaacutes de las nanopartiacuteculas mag-
neacuteticas que se emplean para realzar el contraste de las imaacutegenes de
resonancia magneacutetica se destacan las siguientes aplicaciones del
nanomagnetismo
1 Separacioacuten magneacutetica de ceacutelulas u otras entidades bioloacutegicas
2 Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
3 Meacutetodos de radiofrecuencia para desintegrar tumores por hiper-
termia
Separacioacuten magneacutetica Esta teacutecnica emplea nanopartiacuteculas compatibles con la entidad bioloacutegi-
ca deseada para lsquomarcarlasrsquo con alguna sustancia magneacutetica Tras ser
marcadas se separan de las restantes mediante alguacuten dispositivo de se-
paracioacuten magneacutetica Tal dispositivo puede ser algo tan sencillo como
un tubo de ensayo al cual se aplica un imaacuten permanente para causar la
segregacioacuten de las partiacuteculas magneacuteticas fuera del fluido portador Una
vez segregadas es faacutecil eliminar el resto del liacutequido Desde luego exis-
ten meacutetodos mucho maacutes raacutepidos y sofisticados
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
La desventaja principal de la mayoriacutea de las quimioterapias es que no
son especiacuteficas El faacutermaco se aplica por viacutea intravenosa y se dispersa
en todo el organismo atacando tanto al tumor como a las ceacutelulas sanas
causando efectos secundarios indeseables Si los faacutermacos pudieran
colocarse en el lugar especiacutefico donde se necesitan se podriacutean utilizar
con mayor efectividad y con menos peligro de dantildear las ceacutelulas sanas
Asiacute seriacutea posible reducir tanto los efectos secundarios como la cantidad
empleada de medicamento
El procedimiento magneacutetico propuesto desde finales de los antildeos 70
para tratar tumores cancerosos consiste en unir alguacuten producto toacutexico
para las ceacutelulas (citotoacutexico) con una nanopartiacutecula magneacutetica biocom-
patible La partiacutecula resultante se mezcla con un liacutequido portador ade-
cuado que puede ser agua o alguacuten solvente orgaacutenico para formar un
ferrofluido con las partiacuteculas complejas en suspensioacuten en el liacutequido
Usualmente se antildeade alguacuten estabilizador como el aacutecido oleico o el aacuteci-
do ciacutetrico para prevenir la aglomeracioacuten de las partiacuteculas
El tratamiento consiste en inyectar el fluido en el sistema circulato-
rio a la vez que se aplica un campo magneacutetico externo en la regioacuten del
cuerpo donde se desea concentrar el citotoacutexico La intensidad del cam-
po debe variar fuertemente con la distancia pues la fuerza magneacutetica
actuando sobre las partiacuteculas no es proporcional a la intensidad del
campo externo sino a su gradiente es decir a cuaacuten raacutepido variacutea esa
intensidad con la distancia Una vez que el complejo citotoacutexico-
nanopartiacutecula se concentra en el tumor el primero se libera mediante
cambios en la actividad enzimaacutetica en la acidez (pH) o en la temperatu-
ra
Existen muchos factores que influyen en el resultado final del pro-
cedimiento entre ellos el flujo sanguiacuteneo la concentracioacuten del ferro-
fluido el grosor de los tejidos la distancia hasta el origen del campo
168
magneacutetico la reversibilidad del enlace citotoacutexico-nanopartiacutecula y el
volumen del tumor
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
Los primeros intentos datan de 1957 cuando Gilchrist y colaboradores
impregnaron tejidos con partiacuteculas de maghemita (γ-Fe2O3) de tamantildeo
entre 20 y 100 nm para luego exponerlos a radiaciones electromagneacuteti-
cas de frecuencia 12 MHz El procedimiento actual no ha variado mu-
cho Las partiacuteculas se conducen hasta el tumor de manera similar al
meacutetodo descrito anteriormente y se aplica radiacioacuten electromagneacutetica
externa de frecuencia adecuada para lograr el calentamiento de las par-
tiacuteculas y el incremento de la temperatura del tumor Si la temperatura
se logra mantener frac12 hora o maacutes por encima del umbral terapeacuteutico de
los 42 ordmC el tumor seraacute destruido
En la praacutectica este meacutetodo ha estado muy restringido porque resul-
ta difiacutecil no dantildear los tejidos sanos adyacentes durante el calentamiento
No obstante en 2007 se reportaron los primeros estudios cliacutenicos en
humanos en el hospital La Chariteacute de Berliacuten realizados en un grupo de
14 pacientes con caacutencer en el cerebro Las nanopartiacuteculas se inyectaron
directamente en el tumor y la radiacioacuten aplicada fue de 100 kHz (J
Neuro-Oncol 2007 81 53-60) El proceso se controloacute de manera con-
tinua mediante imaacutegenes por resonancia magneacutetica En junio de 2010
la compantildeiacutea alemana Mag Force Nanotechnologies AG recibioacute la apro-
bacioacuten para comercializar su terapia Nano Caacutencer que combina el uso
de nanopartiacuteculas de oacutexido de hierro con la aplicacioacuten de radiacioacuten de
alta frecuencia en pacientes con glioblastoma multiforme (GBM) el
tumor cerebral maacutes comuacuten y maligno que se conoce Los fabricantes
afirman que su teacutecnica afecta solamente al tumor y que los tejidos sanos
adyacentes no se afectan (httpwwwmagforcedeenglishproducts
nano-cancer-therapyhtml)
iquestTratamiento magneacutetico contra el dolor Tanto los campos electromagneacuteticos como los magnetostaacuteticos son
propuestos actualmente por muchos comerciantes como uacutetiles para
aliviar el dolor En particular la idea de que sea posible reducir el dolor
con solo aplicar sobre la parte afectada un imaacuten permanente sin utilizar
aparatos complejos ni ingerir medicamentos resulta muy seductora De
ser cierta resultariacutea ideal tendriacuteamos un meacutetodo que praacutecticamente no
causa molestias no produce efectos colaterales y no cuesta dinero si se
exceptuacutea la inversioacuten inicial (un imaacuten se puede adquirir incluso de la
bocina de un equipo de radio desechado de un disco duro dantildeado o de
la puerta de un refrigerador inservible) Por si esto fuera poco el trata-
miento mediante un agente intangible e invisible como el campo mag-
neacutetico posee un aura de misterio que para muchas personas presenta un
atractivo adicional
Sin embargo no se tiene idea del posible mecanismo mediante el
cual el campo magneacutetico ya bien sea estaacutetico o variable en el tiempo
pudiera producir estos efectos Si verdaderamente el campo magneacutetico
estaacutetico fuera efectivo para aliviar el dolor no se podriacutea considerar que
el efecto esteacute asociado a una disminucioacuten de la conductividad eleacutectrica
de los nervios Hay caacutelculos que demuestran que para disminuir la con-
ductividad nerviosa en 10 se necesitan campos miles de veces maacutes
intensos que los que proporciona el imaacuten permanente maacutes potente
A veces se afirma que la aplicacioacuten de imanes es efectiva para ali-
viar siacutentomas como dolores musculares en el cuello y los hombros
aunque otros les atribuyen maacutes bien un efecto psicoloacutegico que de otro
tipo sobre el paciente En el caso que la aplicacioacuten va acompantildeada de
masajes no se han encontrado diferencias decisivas entre el empleo del
masaje y el campo magneacutetico aplicado o sin eacutel Otros estudios han dado
por resultado que la aplicacioacuten de collares o almohadillas magneacuteticas
no tiene efecto alguno sobre estos dolores Algo similar ocurre con las
supuestas aplicaciones en veterinaria No se encuentran estudios debi-
damente comprobados que demuestren que la terapia magnetostaacutetica
sea uacutetil en el tratamiento de dolencias animales Una revisioacuten de revis-
tas meacutedicas y veterinarias de 1998 con 65 referencias no logroacute encon-
trar ninguna evidencia definitiva a favor de los campos magneacuteticos
estaacuteticos (Ramey DW 1998)
En cuanto a los campos electromagneacuteticos algunos estudios realiza-
dos sobre el efecto de los campos de baja frecuencia y baja intensidad
para aliviar el dolor han proporcionado resultados aparentemente satis-
factorios (por ejemplo ver Annals of Surgery March 2012 - Volume
255 - Issue 3 - p 457ndash467) Otras referencias indican que esta terapia
pudiera resultar uacutetil para aliviar el dolor en el tratamiento de la osteoar-
tritis de la rodilla y la cervical en dolores persistentes en el cuello y en
170
el tratamiento de mujeres con dolores croacutenicos en la pelvis Sin embar-
go en otros casos como el de la artritis en el hombro no se han obser-
vado mejoriacuteas Los tratamientos en animales parecen ser menos efecti-
vos que en las personas aunque no nulos
Una posible explicacioacuten (no demostrada) para este comportamiento
seriacutea considerar que el tratamiento electromagneacutetico es capaz de afectar
la produccioacuten de sustancias quiacutemicas endoacutegenas ie generadas por el
organismo capaces de regular la transmisioacuten del dolor A mediados de
la deacutecada de 1970 se demostroacute que muchas fibras que inhiben la trans-
misioacuten del dolor en la meacutedula espinal liberan un neurotransmisor de-
nominado encefalina y que algunas aacutereas del cerebro que procesan los
mensajes de dolor producen otras sustancias quiacutemicas inhibidoras lla-
madas endorfinas
Las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad en otros
campos sobre los mecanismos del dolor involucran gran cantidad de
ensayos cliacutenicos y miles de pacientes Por ejemplo se ha sugerido
cierta relacioacuten entre la acupuntura y la liberacioacuten de endorfinas en el
organismo y algunos neurofisioacutelogos opinan que las agujas podriacutean
desencadenar la liberacioacuten de estas sustancias -lo que tampoco ha sido
demostrado- Un meta-anaacutelisis estadiacutestico que resume los resultados
de muchos ensayos cliacutenicos previos titulado ldquoAcupuncture Treatment
for Pain Systematic Review of Randomised Clinical Trials with Acu-
puncture Placebo Acupuncture and No Acupuncture Groupsrdquo publi-
cado en el British Medical Journal (BMJ 2009 338 a3115) arrojoacute las
siguientes conclusiones en una poblacioacuten total de 3 025 sujetos al com-
parar los resultados de la acupuntura contra un placebo ldquohellipse encontroacute
un pequentildeo efecto analgeacutesico que aparentemente posee poca relevancia
cliacutenica y no puede ser claramente separado de la predisposicioacuten de los
practicantesrdquo -el meacutetodo doble ciego no se aplicoacute en ninguacuten caso- ldquoNo
estaacute claro si las agujas en los puntos de acupuntura o en cualquier sitio
reducen el dolor de manera independiente del impacto psicoloacutegico del
ritual del tratamientordquo
No fue posible encontrar estudios similares al anterior empleando
campos electromagneacuteticos en vez de agujas Por otra parte como se
dijo antes muchos ensayos cliacutenicos no toman en cuenta la remisioacuten
espontaacutenea de los siacutentomas que tiene lugar en muchas dolencias tam-
poco consideran el efecto placebo Este uacuteltimo consiste en que no po-
cas personas alegan sentir mejoriacutea cuando se someten a alguacuten proce-
dimiento ineficaz o se les suministra alguna sustancia inerte -el place-
bo- bajo la falsa pretensioacuten de ser un medicamento que aliviaraacute su do-
lencia (ver capiacutetulo 8)
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial Vivimos sumergidos en un mar de ondas electromagneacuteticas de baja
intensidad que barren un amplio espectro de frecuencias Ondas de la
frecuencia de la red comercial de radio televisioacuten y microondas
atraviesan nuestros cuerpos continuamente todos los diacuteas y cada
segundo de cada diacutea mientras comemos dormimos nos bantildeamos o
nos sentamos frente al televisor Estas ondas son generadas por las
redes o tendidos eleacutectricos los radares las redes de comunicacioacuten de
todo tipo y algunos equipos industriales o del hogar como los televi-
sores los hornos de microondas las cocinas de induccioacuten y los teleacute-
fonos celulares Pero hay una gran diferencia entre los efectos causa-
dos por la radiacioacuten de alta intensidad y la de baja intensidad A partir
de cierta intensidad la radiacioacuten puede llegar a ser muy dantildeina por
debajo de cierto valor resulta totalmente inocua De aquiacute que cuando
se habla de los efectos de la radiacioacuten electromagneacutetica resulta indis-
pensable establecer con suma precisioacuten los liacutemites de intensidad y el
intervalo de frecuencias de que se habla
La radiacioacuten proveniente de fuentes naturales es de muy baja in-
tensidad mucho menor que la generada por las fuentes creadas por el
hombre En la superficie terrestre en el intervalo de 1 MHz a 10
GHz su intensidad es menor de 000001 wattm2 La proveniente de
fuentes artificiales se puede originar tanto en la comunidad como en
las viviendas o los puestos de trabajo
En la comunidad
La mayor parte de esta radiacioacuten se origina en las antenas emisoras de
radio TV y otros equipos de telecomunicaciones Su valor es en
promedio inferior a la que proviene de los aparatos de radio o televi-
sioacuten en el hogar Seguacuten estudios realizados los niveles promedio de
radiacioacuten en las grandes ciudades se situacutea en torno a los 000005
wm2 y solo 1 de la poblacioacuten se halla expuesto a intensidades 172
superiores a 01 wm2 Obviamente en las locaciones ubicadas en las
inmediaciones de transmisores de gran potencia o sistemas de radar
se pueden registrar niveles maacutes elevados
En las viviendas
Aquiacute las fuentes de radiacioacuten incluyen los hornos de microondas las
cocinas de induccioacuten los teleacutefonos moacuteviles y celulares los dispositi-
vos de alarma antirrobo y los televisores Los hornos de microondas
que en principio podriacutean originar niveles de radiofrecuencias muy
elevados estaacuten sujetos a normas estrictas que limitan las fugas de
radiacioacuten No ocurre asiacute con las cocinas de induccioacuten para las que no
existen normas internacionales a pesar de son capaces de dispersar
niveles importantes de radiacioacuten en todas direcciones Con la excep-
cioacuten de las cocinas de induccioacuten el nivel baacutesico de radiacioacuten de los
aparatos electrodomeacutesticos es bajo en general de unas cuantas dece-
nas de microwatt por metro cuadrado (μwm2)
Puesto de trabajo
Existen procesos industriales que utilizan radiacioacuten electromagneacutetica
de gran intensidad como por ejemplo los calentadores dieleacutectricos
empleados para laminacioacuten de maderas y sellado de plaacutesticos los
calentadores por corrientes de induccioacuten los hornos de microondas
para uso industrial los equipos de diatermia para tratar el dolor y los
aparatos de electrocirugiacutea para cortar y soldar tejidos Siempre existe
la posibilidad de que el personal que trabaja con esos sistemas sufra
una exposicioacuten excesiva especialmente en las actividades relaciona-
das con el calentamiento o sellado industrial mediante radiofrecuen-
cias o con el manejo de unidades de diatermia La intensidad de la
radiacioacuten en las proximidades del equipo utilizado puede ser superior
a varias decenas de wattm2
Efecto bioloacutegico
A diferencia de la radiacioacuten UV que causa la fotodegradacioacuten de la
piel o los rayos X y gamma capaces de ionizar aacutetomos y moleacuteculas
las microondas no causan ionizacioacuten Es por eso que durante mucho
tiempo ha existido la creencia de que solo son perjudiciales en inten-
sidades muy elevadas produciendo quemaduras cataratas o esterili-
dad temporal Sin embargo con la proliferacioacuten de dispositivos que al
funcionar generan este tipo de radiacioacuten cada diacutea hay maacutes personas
preocupadas por estudiar de manera rigurosa las posibles consecuen-
cias de una exposicioacuten prolongada a baja intensidad
Se produce un efecto bioloacutegico cuando la exposicioacuten a la radia-
cioacuten origina alguacuten cambio fisioloacutegico perceptible o detectable en
animales o vegetales El efecto puede ser perjudicial para la salud o
no Seraacute perjudicial cuando sobrepase la capacidad normal de com-
pensacioacuten del organismo y deacute origen a alguacuten proceso patoloacutegico
Aunque ocurra alguacuten efecto bioloacutegico este puede ser inocuo e inclu-
so beneacutefico Asiacute como se comentoacute anteriormente la produccioacuten de
vitamina D por el organismo en respuesta a la radiacioacuten solar en la
piel es provechosa Tambieacuten lo es el incremento del riego sanguiacuteneo
cutaacuteneo en respuesta a un ligero calentamiento producido por la luz
solar directa que proporciona una sensacioacuten caacutelida en un diacutea friacuteo Sin
embargo otros efectos como las quemaduras solares o la fotodegra-
dacioacuten y el caacutencer de piel resultan perjudiciales
Investigacioacuten cliacutenica
Se han realizado un gran nuacutemero de estudios acerca de la exposicioacuten de
las personas a la radiacioacuten electromagneacutetica Tratan principalmente
sobre la incidencia en el caacutencer de nintildeos y adultos ya que en ocasiones
algunos investigadores han encontrado correlaciones que sugieren un
incremento del riesgo de contraer leucemia en trabajadores expuestos a
niveles altos Sin embargo no se ha encontrado esta correlacioacuten en
estudios posteriores aunque los trabajadores hayan sido expuestos a
muy altos niveles de radiacioacuten y existen dudas de si los resultados an-
teriores se debiacutean efectivamente a los campos electromagneacuteticos o a
alguacuten otro agente como por ejemplo a la presencia de agentes quiacutemi-
cos tambieacuten relacionados con el trabajo de los obreros
Tampoco se han encontrado evidencias decisivas en investigaciones
epidemioloacutegicas realizadas en sectores residenciales para detectar la
posible influencia de los campos electromagneacuteticos en la incidencia de
caacutencer en los nintildeos Estas investigaciones son muy complejas Deben
tomar en cuenta paraacutemetros como la distancia de la vivienda hasta las
liacuteneas de alta tensioacuten y la presencia de otros emisores en las cercaniacuteas
incluyendo los equipos electrodomeacutesticos
La consecuencia maacutes importante de la exposicioacuten a la radiacioacuten
con frecuencias superiores a 1 MHz y menores de 10 GHz es el ca-
lentamiento que causa en los tejidos al desplazar iones y moleacuteculas a
traveacutes del medio que los rodea Incluso a niveles muy bajos de inten-
sidad la energiacutea de las radiofrecuencias produce pequentildeas cantidades
de calor que son absorbidas por los procesos termorreguladores nor-
males del organismo sin que el individuo lo perciba Si la fuente de
radiacioacuten es intensa y amplia puede hacer que aumente la temperatu-
ra del cuerpo el flujo sanguiacuteneo y la sudoracioacuten
Resultados experimentales muestran que la exposicioacuten a la radia-
cioacuten de intensidad que no llega a producir calentamiento puede alterar
la actividad eleacutectrica del cerebro en gatos y conejos al modificar la
movilidad de los iones Este efecto se ha verificado en tejidos y ceacutelu-
las aisladas Otros estudios sugieren que la accioacuten de la radiacioacuten
cambia el ritmo de proliferacioacuten de las ceacutelulas altera la actividad de
ciertas enzimas o afecta al ADN celular Sin embargo esos efectos no
estaacuten totalmente demostrados ni sus consecuencias para la salud
humana se conocen lo suficiente como para restringir por ese motivo
los liacutemites permisibles de exposicioacuten por debajo de los ya existentes
Un artiacuteculo resumen de la literatura publicado por DA McNamee y
colaboradores sobre los efectos cardiovasculares de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia en el International Archives of Occu-
pational and Environmental Health en 2009 concluye lo siguiente ldquoLos
efectos de la exposicioacuten a los campos electromagneacuteticos de frecuencia
extremadamente baja sobre los paraacutemetros cardiovasculareshellip estaacuten
indeterminadosrdquo
Estudios epidemioloacutegicos han analizado los valores de la radiacioacuten
en los lugares de trabajo y su efecto sobre las variaciones en la frecuen-
cia cardiacuteaca para tratar de predecir ciertas patologiacuteas cardiovasculares
Otros estudios de laboratorio se han enfocado en indicadores macrocir-
culatorios como la frecuencia del pulso variabilidad y presioacuten sanguiacute-
nea Sin embargo los intentos de reproducir los resultados de estos
estudios no han sido exitosos el disentildeo de los experimentos la pequentildea
cantidad de sujetos y las variables confusas han obstaculizado el pro-
greso hasta el momento
179
Teleacutefono celular y caacutencer
En 2009 el Instituto del Caacutencer de la Universidad de Pittsburg emitioacute
un comunicado alertando sobre los teleacutefonos celulares y su posible
relacioacuten con el caacutencer del cerebro Entre las 10 medidas propuestas la
principal aconseja evitar al maacuteximo su uso por los nintildeos quienes se
consideran especialmente vulnerables por poseer un cerebro en desarro-
llo auacuten no formado totalmente
Firmado por un Comiteacute Internacional de Expertos el comunicado no
afirma que existan evidencias categoacutericas de que los celulares son peli-
grosos para nintildeos o adultos sino que hay indicios que sugieren la con-
veniencia de limitar su uso hasta que se alcancen conclusiones definiti-
vas al respecto Otras recomendaciones del Comiteacute son alejar el celular
mientras se duerme (dirigido principalmente a las gestantes) no usarlo
en autobuses u otros lugares donde numerosas personas puedan ser
expuestas a las radiaciones y no entablar conversaciones prolongadas
Las recomendaciones son igualmente vaacutelidas para cualquier teleacutefono
moacutevil o inalaacutembrico Autoridades de la India Francia e Inglaterra tam-
bieacuten hicieron suyas la advertencia relativa a los nintildeos emitiendo alertas
al respecto
El tema de los celulares y el caacutencer ha sido muy debatido desde sus
mismos inicios pues aunque el celular transmite a muy baja intensidad
la cercaniacutea de la antena emisora a la cabeza hace que el usuario absorba
cantidades significativas de radiacioacuten en una regioacuten muy sensible de su
cuerpo
Ya en mayo de 1993 David Reynard de La Florida establecioacute una
demanda contra la NEC Corporation argumentando que el tumor cere-
bral de su esposa fue causado por las radiaciones de su celular El caso
fue desestimado en los tribunales por falta de evidencias En otro litigio
en el 2000 el doctor Chris Newman neuroacutelogo de Baltimore demandoacute
a varias compantildeiacuteas de teleacutefonos convencido de que su haacutebito de usar el
celular durante 9 antildeos causoacute el caacutencer en su cerebro Seguacuten los meacutedicos
de Newman el tumor se localizoacute ldquoen la posicioacuten anatoacutemica exacta don-
de la radiacioacuten del teleacutefono incidiacutea sobre su craacuteneordquo La demanda fue
finalmente rechazada por una corte de apelaciones en 2003 tambieacuten
por falta de evidencias
De las investigaciones publicadas sobre el tema la maacutes completa
aparecioacute en 2006 en el Journal of the National Cancer Institute de
Estados Unidos Se analizaron 420 000 usuarios daneses sin encontrar
un incremento del riesgo de caacutencer Miles de ellos habiacutean utilizado el
celular por maacutes de 10 antildeos Un estudio similar publicado ese antildeo en la
Universidad de Utah referido en este caso a varios miles de pacientes
con tumores en el cerebro aportoacute iguales resultados Otro estudio fran-
ceacutes de 2007 llegoacute a la misma conclusioacuten aunque en este caso se sentildealoacute
la ldquoposibilidad de un incremento de riesgo entre los usuarios maacutes adic-
tosrdquo pendiente de verificar en investigaciones posteriores Y en cuanto
a si es cierto o no que los nintildeos absorben maacutes radiacioacuten en el cerebro
que los adultos en un amplio resumen publicado en 2005 solo aparecen
3 investigaciones reportando una mayor absorcioacuten en cabezas peque-
ntildeas mientras que en otras 10 no se encontraron diferencias entre adul-
tos y nintildeos
De hecho hasta el momento el uacutenico problema de salud que puede
asociarse al uso de estos teleacutefonos es el incremento de accidentes de
traacutensito causados por la distraccioacuten de los choferes que los usan y con-
ducen a la vez No obstante hay quienes no se arriesgan y se atienen a
aquello de lsquomaacutes vale precaverrsquo Devra Lee Davis directora del Centro
de Oncologiacutea Ambiental de la Universidad de Pittsburg una de las
promotoras del alerta sobre los celulares y los nintildeos ha expresado su
punto de vista al respecto ldquoEl problema consiste en si usted desea o no
jugar a la ruleta rusa con su cerebro No seacute si los celulares son peligro-
sos Pero tampoco seacute que sean totalmente segurosrdquo
Normas de seguridad
Existen normas internacionales para garantizar que los equipos emiso-
res de radiofrecuencias no dantildeen a las personas y que su uso no interfie-
ra con el de otros equipos
La Comisioacuten Internacional de Proteccioacuten contra las Radiaciones No
Ionizantes (International Comission on Non Ionizing Radiation Protec-
tion ICNIRP) organizacioacuten no gubernamental reconocida por la Orga-
nizacioacuten Mundial de la Salud ha establecido liacutemites admisibles para la
exposicioacuten a campos de radiofrecuencias Las directrices de la ICNIRP
se prepararon sobre la base del examen colegiado de todas las publica-
ciones cientiacuteficas incluidas las relativas a los efectos teacutermicos y no
teacutermicos Las normas se cimentan en la evaluacioacuten de los efectos bioloacute-
gicos que tienen consecuencias demostradas para la salud y estaacuten suje-
tas a cambios a medida que avanza la investigacioacuten y el conocimiento
sobre estos temas Los niveles de radiacioacuten observados normalmente en
el entorno habitual se encuentran actualmente muy por debajo de los
liacutemites admisibles de radiacioacuten de la ICNIRP
Los niveles seguros de exposicioacuten a la radiacioacuten electromagneacutetica
tambieacuten se encuentran reglamentados por normas nacionales en la ma-
yoriacutea de los paiacuteses La profundidad de penetracioacuten de la radiacioacuten en el
tejido depende de la frecuencia y es mayor para las frecuencias maacutes
bajas por lo que los niveles de exposicioacuten permisibles variacutean mucho
con la frecuencia Para 50 y 60 Hz las recomendaciones a exposiciones
de corta duracioacuten variacutean entre 10-30 kVm para los campos eleacutectricos y
1-5 mT para los magneacuteticos Para exposiciones de larga duracioacuten (24
horas) los valores liacutemites permisibles son mucho menores de 5-10
kVm y 01- 05 mT (Documento NTP 234 del Instituto de Seguridad e
Higiene del Trabajo Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales Espantildea
en httpwwwmtasesinshtindexhtm)
Si la persona es sometida a valores muy intensos de radiacioacuten se
pueden producir dolores de cabeza naacuteuseas atontamiento y even-
tualmente un colapso circulatorio y la peacuterdida de la termorregulacioacuten
del cuerpo llegando a ser fatal en casos extremos
La absorcioacuten de energiacutea se determina como un coeficiente de ab-
sorcioacuten especiacutefica en una masa tisular especiacutefica se mide en watt por
kilogramo (wkg) Para que se produzcan efectos perjudiciales se
requiere un coeficiente de absorcioacuten igual o mayor a 4 wkg Esos
niveles de energiacutea se pueden encontrar a la distancia de algunas dece-
nas de metros de antenas potentes de frecuencia modulada pero que
usualmente estaacuten situadas en zonas inaccesibles en el extremo de
altas torres No obstante las personas que trabajan en los sectores de
la radiodifusioacuten transporte y comunicaciones pueden estar expuestas
a campos de intensidad elevada cuando realizan su actividad muy
cerca de antenas transmisoras y sistemas de radar
Un importante subgrupo de esos trabajadores es el personal mili-
tar En la mayoriacutea de los paiacuteses el uso para fines civiles y militares de
los campos de radiofrecuencias estaacute sujeto a normativas muy estric-
tas
Si la radiacioacuten no estaacute distribuida uniformemente en todo el cuer-
po puede ocasionar elevaciones locales de la temperatura Algunas
zonas como por ejemplo el cerebro son maacutes sensibles que otras El 178
aumento local de la temperatura en los tejidos cerebrales puede dar
origen a respuestas bioloacutegicas inapropiadas el calentamiento excesi-
vo del globo ocular puede llegar a causar la opacidad del cristalino
Cuando la frecuencia se encuentra por encima de 10 GHz la absor-
cioacuten de la radiacioacuten solo tiene lugar en la superficie de la piel y en la
coacuternea Para que la exposicioacuten a frecuencias de maacutes de 10 GHz pro-
duzca efectos perjudiciales para la salud como cataratas oculares y
quemaduras cutaacuteneas se requieren densidades de potencia superiores
a 1 000 wm2 Estas potencias no se presentan en la vida diaria y solo
tienen lugar en las inmediaciones de radares potentes Las normas
internacionales de seguridad prohiacuteben la presencia humana en esas
zonas
La radiacioacuten electromagneacutetica pulsante interacciona con los teji-
dos de forma algo diferente a la radiacioacuten continua Puede originar
sensaciones auditivas probablemente a causa de la raacutepida expansioacuten
termoelaacutestica del cerebro y a la creacioacuten de una onda de sonido den-
tro de la cabeza
La radiacioacuten de frecuencia inferior a 1 MHz induce principalmen-
te cargas y corrientes eleacutectricas que pueden estimular las ceacutelulas en
diversos tejidos nerviosos o musculares
Las corrientes eleacutectricas se encuentran presentes en el organismo
como parte normal de las reacciones quiacutemicas propias de la vida Si
los campos de radiofrecuencias inducen corrientes que excedan signi-
ficativamente ese nivel de base en el organismo es posible que se
produzcan efectos perjudiciales para la salud Se han propuesto diver-
sos mecanismos para explicar los posibles efectos de la radiacioacuten en
los tejidos pero hasta el momento esas propuestas no resisten el es-
crutinio cientiacutefico
179
CAPIacuteTULO 8
PLACEBO Y PSEUDOCIENCIA
Efecto placebo
El placebo es cualquier sustancia inerte que se utiliza en algunos ensa-
yos cliacutenicos en vez del medicamento o terapia activa Un grupo de pa-
cientes recibe la terapia y otro (grupo de control) recibe el placebo Es
un hecho ampliamente conocido que una cantidad significante de pa-
cientes del grupo de control alegaraacute sentirse mejor (efecto placebo)
Fue descubierto por el anestesioacutelogo norteamericano Henry Knowles
Beecher en 1955 quien al realizar un estudio en 1000 pacientes encon-
troacute mejoriacutea en 35 de los que recibieron el placebo El efecto contra-
rio el nocebo mucho menos estudiado que el placebo consiste en que
aunque el faacutermaco o procedimiento aplicado sea inerte o carezca de
efectividad hay casos donde se presentan consecuencias dantildeinas o des-
agradables muy reales a nivel bioquiacutemico fisioloacutegico emocional y
cognitivo
Seguacuten el Dr Morton Tavel de la Escuela de Medicina de la Univer-
sidad de Indiana en Indianaacutepolis ldquoEl efecto placebo se define como
cualquier mejora de los siacutentomas o indicios tras una intervencioacuten fiacutesi-
camente inerte Sus efectos son especialmente intensos en el alivio de
siacutentomas subjetivos tales como el dolor la fatiga y la depresioacuten Pre-
sente en un intervalo variable en todos los encuentros terapeacuteuticos se
intensifica por el contacto manual y una comunicacioacuten verbal cercana
entre quien aplica los cuidados y quien los recibe Asiacute puede usarse en
beneficio de los pacientes pero tambieacuten proporciona una viacutea ancha para
ldquosanadoresrdquo inescrupulosos de todo tipo (hellip) Mucho menos estudiado
el ldquoefecto nocebordquo define respuestas negativas a las intervenciones con
placebos Este uacuteltimo efecto puede llegar a ser muy intenso y posi-
blemente sea la causa de muchos trastornos a los que se atribuye un
origen psiacutequicordquo (The American Journal of Medicine (2014) 127 484-
488 Versioacuten en espantildeol en wwwgeocitieswsrationalisetica-
placebobueno-malo-feobueno-malo-feopdf )
Para evitar los posibles efectos de la sugestioacuten tanto del paciente
como de la persona que evaluacutea los resultados en la actualidad los ensa-
yos cliacutenicos rigurosos se realizan de forma aleatoria a la ciega o doble
ciegos La idea baacutesica es que los tratamientos son asignados al azar a
los sujetos de investigacioacuten con el fin de que los diferentes grupos sean
equivalentes desde el punto de vista estadiacutestico En un ensayo a la cie-
ga los pacientes no saben si han recibido el faacutermaco activo o el placebo
en un estudio doble ciego quienes aplican el tratamiento tampoco lo
saben En algunos casos se considera incluso el estudio triple ciego
donde ademaacutes el investigador o el estadiacutestico que analiza los datos no
sabe a cuaacutel grupo pertenece cada paciente
Resultados experimentales recientes sugieren que muchas terapias
que alegan ldquosanarrdquo o curar alguna dolencia aunque carecen de eviden-
cia cientiacutefica lo que hacen en realidad es activar en el cerebro procesos
quiacutemicos capaces de tranquilizar al paciente y sedar el dolor
De esa manera la supuesta lsquoterapiarsquo proporciona un alivio pasajero
al sujeto o quizaacutes una breve sensacioacuten de bienestar similar a la que
producen algunos faacutermacos El mecanismo no funciona de la misma
forma en todas las personas y desde luego esas terapias podraacuten aliviar
el dolor pero seraacuten incapaces de curar realmente la enfermedad Esto
uacuteltimo representa un grave riesgo para la salud del paciente cuando la
dolencia es progresiva y no es identificada a tiempo a causa de la iluso-
ria terapia
En 2005 la revista cientiacutefica The Journal of Neuroscience (vol 25
No 34) reportoacute un estudio realizado aplicando teacutecnicas de la reciente
tomografiacutea de emisioacuten de positrones (TEP) y de formacioacuten de imaacutegenes
por resonancia magneacutetica (IRM) de forma conjunta (figura 81) Se
analizoacute el cerebro de 14 hombres joacutevenes sanos a los que se les inyectoacute
en la mandiacutebula una disolucioacuten salina concentrada muy dolorosa Las
edades oscilaban entre 20 y 30 antildeos para descartar el posible efecto de
dolores croacutenicos trastornos del estado de aacutenimo o variaciones hormo-
nales que tambieacuten pueden afectar el sistema de endorfinas Estas sus-
tancias son generadas por el propio organismo en respuesta a determi-
nados estiacutemulos externos Son capaces de unirse a los denominados
receptores μ-opiaacuteceos en el cerebro ceacutelulas nerviosas especializadas en
transformar sentildeales fisicoquiacutemicas a impulsos eleacutectricos para anular la
transmisioacuten de las sentildeales de dolor La heroiacutena morfina metadona y
otros narcoacuteticos calman el dolor actuando de manera similar
Figura 81 Imaacutegenes combinadas de Resonancia Magneacutetica IRM +
Tomografiacutea de emisioacuten de positrones TEP En el idioma original DA-
Cing dorsal anterior cingulate RACing rostral anterior cingulate
MPFC medial prefrontal cortex DLPFC dorso lateral prefrontal cor-
tex Nacc nucleus accumbens Tha medial thalamus Amy right amig-
dala Ins insular cortex En el recuadro superior a la derecha se muestra
un mapa de la distribucioacuten de receptores μ-opiodes en el cerebro The
Journal of Neuroscience August 24 2005 25(34)7754 ndash7762
Durante el proceso los cerebros de los voluntarios fueron escaneados
usando la TEP que permite detectar la actividad de los μ-opioides en-
doacutegenos en el cerebro Esta teacutecnica utiliza pequentildeas dosis de carfenta-
nil un producto unido a un isoacutetopo de carbono radiactivo de corto pe-
riacuteodo de desintegracioacuten que al desintegrarse libera partiacuteculas subatoacutemi-
cas conocidas como positrones y rayos gamma Estos uacuteltimos se detec-
tan con un escaacutener y se registran digitalmente El carfentanil compite
con los μ-opioides para ocupar un lugar en los receptores de las ceacutelulas
nerviosas Mientras maacutes deacutebil sea la actividad del carfentanil y la co-
rrespondiente sentildeal positroacutenica en una regioacuten del cerebro mayor seraacute la
actividad de los μ-opiaacuteceos y viceversa lo que permite obtener la ima-
gen de lo que sucede en el cerebro
Una vez inyectada la disolucioacuten salina a los voluntarios se les su-
ministroacute cada 4 minutos una inyeccioacuten intravenosa de un supuesto cal-
mante -en realidad un placebo inerte- dicieacutendoles que podriacutea aliviarles
el dolor y se les pidioacute que cada 15 segundos calificaran la intensidad de
sus sensaciones dolorosas en una escala de 0 a 100 A continuacioacuten se
incrementoacute lentamente la concentracioacuten inyectada en la mandiacutebula con
el fin de mantener a los participantes con un mismo iacutendice de dolor
mientras el escaneo proseguiacutea
Todos los sujetos mostraron un aumento de la activacioacuten de su sis-
tema de endorfinas despueacutes de que se les administroacute el placebo La
cantidad de disolucioacuten salina adicional que se necesitoacute para mantener la
misma sensacioacuten de dolor fue en aumento indicando claramente una
reduccioacuten en la sensibilidad al dolor de la que el sujeto no teniacutea cono-
cimiento
Las imaacutegenes obtenidas por IMR del cerebro de los voluntarios se
compararon con sus sensaciones de dolor y con las imaacutegenes TEP lo-
graacutendose determinar con precisioacuten cuaacuteles fueron las regiones del cere-
bro que se activaron durante el experimento y en queacute momento lo hi-
cieron La figura 81 se compuso utilizando ambas teacutecnicas de escaneo
(IRM y TEP) la parte superior muestra la accioacuten de los μ-opioides
cuando los voluntarios experimentaban dolor mientras que en la infe-
rior aparece lo que ocurrioacute cuando pensaban que estaban recibiendo el
calmante (en realidad el placebo inerte) La actividad cerebral reflejoacute
perfectamente los cambios en la intensidad del dolor que los participan-
tes dijeron sentir
Estudios previos ya habiacutean demostrado que el cerebro reacciona li-
berando endorfinas cuando las personas reciben alguacuten tratamiento si-
mulado contra el dolor El fenoacutemeno (efecto placebo) es bien conocido
desde los antildeos 50 y es forzoso tomarlo en cuenta al realizar ensayos
183
cliacutenicos con nuevas terapias o medicamentos Sin embargo el estudio
realizado en Michigan es el primero en asociar el efecto placebo a un
mecanismo quiacutemico especiacutefico en el cerebro Y proporciona una posi-
ble explicacioacuten soacutelidamente argumentada a la pregunta de por queacute
tantas personas alegan recibir alivio de terapias y remedios que no apor-
tan alguacuten beneficio fiacutesico real ldquoHemos podido comprobar que el siste-
ma de endorfinas de los sujetos analizados se activoacute en las esferas del
cerebro relacionadas con el dolor y que ocurrioacute un aumento de la acti-
vidad cuando se les dijo que estaban recibiendo un supuesto calmante
Cuando eso ocurrioacute ellos dijeron sentir menos dolor La relacioacuten mente-
cuerpo es muy clarardquo (Zubieta et al 2005)
No todos mostraron similar sensibilidad al placebo Nueve de los
participantes fueron clasificados como de alta respuesta al placebo ya
que habiacutea maacutes de 20 de diferencia entre los resultados con y sin pla-
cebo en otras palabras el efecto placebo era fuerte Los otros cinco
fueron clasificados como de baja respuesta
Obviamente se necesitaraacuten muchos maacutes experimentos con diversas
condiciones y sujetos para tener una visioacuten completa del fenoacutemeno
Pero estos resultados indican de forma incontrovertible que la sugestioacuten
juega un papel primordial en las pseudoterapias que carecen de una
soacutelida base experimental El solo hecho de que el sujeto crea que se estaacute
aplicando una cura efectiva es suficiente para activar el mecanismo de
los μ-opioides y hacer que este se sienta mejor El experimento tambieacuten
explica por queacute estos procedimientos no funcionan de la misma manera
en todas las personas
Maacutes recientemente en octubre de 2009 la revista Science publicoacute
un reporte del departamento de Neurociencias de la Universidad Meacutedi-
ca de Hamburgo en el que describiacutea los resultados de un estudio me-
diante resonancia magneacutetica funcional de alta resolucioacuten (Figura 82)
Su objetivo era comprobar la hipoacutetesis de que las respuestas asociadas a
las estimulaciones dolorosas que afectan los niveles de oxiacutegeno en la
sangre de la meacutedula cervical humana se reducen con la aplicacioacuten de un
placebo Como resultado se encontroacute que el nivel de oxiacutegeno en la
sangre en el grupo de ensayo se redujo significativamente en compara-
cioacuten con el grupo de control Los autores consideran que este resultado
abre nuevas viacuteas para confirmar la efectividad de diferentes tratamien-
tos en diversos tipos de dolor incluyendo el croacutenico
184
Figura 82 Estudio del efecto placebo en imaacutegenes de
RMN de la espina dorsal (Science vol 326 p404 2009)
La cienciahellip y lo que no lo es
Los resultados cientiacuteficos no siempre son ciento por ciento co-
rrectos La ciencia avanza por aproximaciones a la realidad y la
gran mayoriacutea de las veces los resultados de cualquier investiga-
cioacuten son perfectibles En ocasiones ocurre que alguacuten experimen-
to realizado aparentemente con todas las exigencias del caso
proporciona resultados que no pueden ser reproducidos por otros
La mayoriacutea de las veces es porque se obvioacute algo que no se podiacutea
obviar Y en unos pocos casos se comete fraude a sabiendas No
son muchos pero los hay de todo hay en la vintildea del Sentildeor como
dice el dicho En cualquier caso el falso resultado se desecha y
el avance hacia nuevos conocimientos continuacutea sin mayores con-
tratiempos
En esta seccioacuten se analizan brevemente otros lsquoestudiosrsquo que
en realidad no corresponden a resultados cientiacuteficos No son
aproximaciones a la realidad pues se reducen a exponer afirma-
ciones ilusorias sin evidencias experimentales que las corrobo-
ren No es tarea de la ciencia demostrar que tales aseveraciones
son erroacuteneas La responsabilidad de mostrar evidencias corres-
ponde a quien propone lo novedoso no al resto del mundo como
a veces algunos ponentes piensan acerca de sus proposiciones
En la ciencia cada afirmacioacuten debe estar sustentada por la
evidencia experimental rigurosa las afirmaciones no basadas en
evidencias no pueden catalogarse como ciencia Cuando contra
viento y marea algunos tratan de dar explicacioacuten a proposiciones
no demostradas no es raro que a falta de explicacioacuten cientiacutefica
deriven hacia la preacutedica de alguacuten tipo de magia miacutestica a veces
disimulada a veces patente tratando de presentarla como cien-
cia Para ello mezclan palabras de la jerga cientiacutefica al azar sin
venir al caso inventadas a veces y sin un sentido concreto que
refleje la realidad de lo que se desea describir
Aseveraciones de este tipo son por ejemplo que las piraacutemi-
des concentran los campos magneacuteticos (aparecioacute en un perioacutedico
nacional en la paacutegina de informacioacuten meacutedica) que la cercaniacutea a
las redes eleacutectricas comerciales produce dolores de cabeza y que
si usted le coloca una antena a una piraacutemide y se mete dentro
recibiraacute una energiacutea beneficiosa del cosmos (ambas aseveracio-
nes publicadas nada menos que en revistas meacutedicas que preferi-
mos no citar)
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
Hoy diacutea en pleno siglo XXI es posible encontrar personas que sin ser
meacutedicos alegan haber descubierto lsquosistemas curativosrsquo y creado ins-
trumentos y softwares que permiten diagnosticar automaacuteticamente mu-
chas enfermedades pues las afirmaciones ilusorias usualmente se van
adaptando al avance de la ciencia aunque sin perder su caraacutecter fanta-
sioso
Tambieacuten se imparten cursos internacionales de unos pocos diacuteas de
duracioacuten en los que alguacuten lsquoinspiradorsquo garantiza que sin ser tener otros
conocimientos de medicina usted puede aprender a diagnosticar mu-
chas enfermedades utilizando esos instrumentos (iquestPara queacute entonces
hace falta un meacutedico o estudiar medicina varios antildeos) Estas asevera-
ciones constituyen una abierta incitacioacuten al intrusismo y a perjudicar a
los incautos mediante falsos diagnoacutesticos
A veces tanto los sistemas curativos como los instrumentos promo-
vidos no son maacutes que plagios de meacutetodos ya descalificados con anterio-
ridad Un ejemplo muy ilustrativo es el sistema de electrodiagnoacutestico de
Reinhold Voll un meacutedico alemaacuten que se dedicaba a la acupuntura en la
deacutecada de los 50 del siglo pasado En 1958 Voll combinoacute arbitraria-
mente la acupuntura con mediciones de la conductividad eleacutectrica en la
piel y supuestos lsquocanales energeacuteticosrsquo inexistentes para crear su primer
instrumento de diagnoacutestico el Dermatroacuten que se muestra en la figura
83(A) El instrumento incluiacutea una punta de prueba que se aplicaba en la
piel e indicadores de aguja -la tecnologiacutea accesible en la eacutepoca- para
medir corrientes y voltajes asociando ilusoriamente los resultados de
las mediciones en los puntos de acupuntura a diversas enfermedades
186
En la actualidad estaacute perfectamente claro que independientemente
de que no hay justificacioacuten para esos procedimientos el resultado de las
mediciones de Voll depende de factores totalmente ajenos a sus postu-
lados como por ejemplo la fuerza con que se aplica la punta de prueba
o el grado de humedad de la piel en el momento de la medicioacuten
Con posterioridad aparecieron muchos imitadores y equipos de todo
tipo En la figura 83 (B) se muestra uno de estos equipos adaptado a
las teacutecnicas modernas de medicioacuten Los antiguos indicadores de aguja
han sido sustituidos por una computadora y un software que supuesta-
mente diagnostica la enfermedad de forma automaacutetica A pesar de la
nueva indumentaria la falta de fundamento cientiacutefico es exactamente la
misma de hace casi 60 antildeos
Figura 83 Equipo de electrodiagnoacutestico de Voll (a) Mo-
delo original b) Modelo actualizado por alguno de sus
imitadores La ausencia de fundamento cientiacutefico es la
misma en ambos casos
Hace mucho que el meacutetodo de Voll fue declarado fraudulento en Es-
tados Unidos En un artiacuteculo que se puede consultar en
wwwquackwatchcom01QuackeryRelatedTopicselectrohtml
Stephen Barret (2012) expresa ldquoLos dispositivos descritos (hellip) se
usan para diagnosticar problemas de salud inexistentes seleccionar
tratamientos inapropiados y defraudar a las compantildeiacuteas de seguros Los
practicantes que los usan son o ilusorios o deshonestos o ambas cosas
Estos dispositivos debieran ser confiscados y los practicantes que los
usan llevados a juicio Si usted se encuentra con uno de estos dispositi-
vos por favor repoacutertelo al fiscal general del estado a cualquier buroacute de
licencias a la FDA la FTC el FBI el lsquoBetter Bussines Bureaursquo o cual-
quier compantildeiacutea de seguros a la cual el practicante enviacutee los reclamos
que involucran el uso de este dispositivordquo
Las afirmaciones que pretenden ser cientiacuteficas pero que no lo son
realmente ya que no se derivan de experimentos o ensayos cliacutenicos
rigurosos y no han sido sometidas a la criacutetica internacional se califican
en lo general como pseudociencia
En toda pseudociencia es usual encontrar una sutil apropiacioacuten de
teacuterminos cientiacuteficos conocidos que designan de forma tergiversada
supuestos objetos o fenoacutemenos cuya existencia ni siquiera estaacute compro-
bada De esa manera se trata de dar apariencia cientiacutefica a lo que no lo
es presentando las creencias como si fueran evidencias Algunos pien-
san que este comportamiento engantildeoso no siempre se hace a propoacutesito o
conscientemente sino por desconocimiento acerca de la ciencia y su
metodologiacutea Sin embargo resulta muy dudoso tal derroche de ingenui-
dad cuando la mayoriacutea de las veces la praacutectica de esta lsquoterapiarsquo estaacute
asociada a un obvio aacutenimo de lucro Otras veces aunque no hay benefi-
cios econoacutemicos inmediatos el objetivo principal es intentar ganar pres-
tigio y reconocimiento social a como deacute lugar y con muy poco esfuerzo
Resulta praacutecticamente imposible encontrar a un pseudocientiacutefico ba-
sando sus afirmaciones en una revisioacuten bibliograacutefica de artiacuteculos cientiacute-
ficos publicados en revistas arbitradas Y si hay referencias son de cliacute-
nicas privadas de dudosa reputacioacuten o de sitios maacutegicos y esoteacutericos en
la WEB no respaldados por institucioacuten alguna
Cuando esas nociones erroacuteneas se popularizan en determinados
ciacuterculos se crea una especie de subcultura marginal pseudocientiacutefica
que pretende ser ciencia sin aplicar sus meacutetodos Dentro de estos ciacutercu-
los se llevan a cabo lsquocongresos cientiacuteficosrsquo que de ciencia nada tienen
se organizan cursos de postgrado e incluso se otorgan tiacutetulos Se crea asiacute
una especie de comedia de absurdos que lo seriacutea realmente si todo el
asunto no concluyera en perjuicio de los pacientes
En la Internet suelen aparecer reportes de personas que alegan haber
recibido dantildeos por sustituir la medicina convencional por alguna terapia
alternativa no demostrada Y dado el caraacutecter marginal de estos proce-
dimientos es posible inferir razonablemente que la mayoriacutea de estos
dantildeos queden sin registrar pues las estadiacutesticas pseudocientiacuteficas sim-
plemente no existen
iquestQueacute es la pseudociencia
En el Oxford American Dictionary aparece una definicioacuten breve y pre-
cisa Pseudociencia es cualquier conjunto de conocimientos meacutetodos
creencias o praacutecticas que alegando ser cientiacuteficas en realidad no se
rigen por el meacutetodo cientiacutefico La figura 84 muestra el esquema baacutesico
del meacutetodo cientiacutefico en las ciencias naturales y otras afines Cuando se
tiene nocioacuten de un determinado fenoacutemeno (observacioacuten) usualmente se
establece una suposicioacuten razonada acerca de por queacute ocurre y cuaacuteles son
sus causas (hipoacutetesis) Es necesario entonces repetir el fenoacutemeno (o
parte de eacutel) controladamente (experimentacioacuten) con el fin de evitar la
interferencia de agentes ajenos que afecten lo que se desea estudiar y
asiacute poder obtener valores numeacutericos confiables y reproducibles
Figura 84 Esquema del meacutetodo cientiacutefico
El vocablo controladamente tiene importancia primordial Es nece-
sario controlar todos los factores que pueden afectar el resultado para
llegar a conocer si lo que se supuso inicialmente es cierto o no ya que
alguacuten otro factor no tomado en cuenta podriacutea ser el responsable del
resultado observado (Y no se obtendriacutea un resultado confiable del ex-
perimento en cuestioacuten) Por otra parte si los resultados de un experi-
mento no son reproducibles en otros laboratorios por otros operadores
y utilizando otro instrumental no se podraacute afirmar absolutamente nada
de los resultados obtenidos Significa que el resultado particular obteni-
do fue si no erroacuteneo cuando maacutes casual Es un indicio de que el expe-
rimento no fue controlado lo suficiente y hubo factores ajenos no iden-
tificados que afectaron el resultado
Una vez que se tiene el resultado de un experimento -que puede
confirmar o negar la hipoacutetesis- es necesario buscar alguna explicacioacuten
189
racional apoyada en los conocimientos previos que se poseen (teoriacutea)
Y cuando se posee una teoriacutea a partir de esta siempre es posible tratar
de predecir lo que ocurriraacute en alguna otra situacioacuten parecida e idear
alguacuten otro experimento que serviraacute de comprobacioacuten al anterior y tam-
bieacuten a la teoriacutea -de ahiacute la flecha curva en el esquema de la figura 84-
De esta manera se establece una interaccioacuten continua entre teoriacutea y
experimento que constituye sin lugar a dudas el nuacutecleo esencial y fuer-
za motriz del meacutetodo cientiacutefico
Asociada a esta interaccioacuten hay todo un proceso de divulgacioacuten in-
ternacional de resultados a traveacutes de publicaciones en revistas cientiacutefi-
cas arbitradas criacuteticas errores y rectificaciones Y puede ocurrir que
teoriacuteas muy bien establecidas deban ser reformadas al detectarse alguacuten
nuevo fenoacutemeno que la teoriacutea existente no es capaz de explicar satisfac-
toriamente
Cuando la teoriacutea se hace suficientemente amplia y soacutelida cuando es
capaz de dar explicacioacuten a gran cantidad de fenoacutemenos y relaciones de
causa-efecto y tambieacuten de rebatir racionalmente cualquier criacutetica se
llega a la ley Las leyes tampoco son eternas Muchas veces se hace
necesario generalizarlas para lograr explicar fenoacutemenos no detectados
hasta el momento Hay muchiacutesimas leyes fiacutesicas quiacutemicas bioloacutegicas y
tambieacuten econoacutemicas y de otras ciencias todas provienen del proceso
que se acaba de describir
En realidad la afirmacioacuten anterior no se ajusta estrictamente a la
verdad pues en algunas ciencias es materialmente imposible llevar a
cabo experimentos controlados en relacioacuten con un fenoacutemeno determi-
nado Asiacute ocurre por ejemplo en la arqueologiacutea la geologiacutea la astro-
nomiacutea y en las ciencias sociales cuyos meacutetodos de anaacutelisis e investiga-
cioacuten no se ajustan exactamente al esquema de la figura 84 No obstante
en esos casos la observacioacuten precisa y reproducible sustituye al expe-
rimento y las teoriacuteas solo se consideran vaacutelidas cuando
a) Son capaces de asociar racionalmente muchos hechos en aparien-
cia independientes y b) Logran predecir la existencia de relaciones y
fenoacutemenos no detectados hasta el momento
En el campo de la medicina el meacutetodo cientiacutefico y los experimentos
van de la mano de los ensayos cliacutenicos La Organizacioacuten Panamericana
de la Salud oficina regional de la Organizacioacuten Mundial de la Salud
publicoacute en 2010 la versioacuten en espantildeol del libro divulgativo de libre ac-
ceso en la WEB lsquoCoacutemo se prueban los tratamientosrsquo dirigido tanto a
pacientes como al personal de salud Escrito en lenguaje popular
describe en forma amena una serie de conceptos baacutesicos referentes a los
ensayos cliacutenicos junto a los requerimientos miacutenimos que se deben cum-
plir para realizar cualquier investigacioacuten en el campo de la medicina
mostrando numerosos ejemplos reales para ilustrar sus aseveraciones
En algunos paiacuteses de Latinoameacuterica se ha comenzado a considerar
con mayor detenimiento la promocioacuten de la cultura cientiacutefica entre la
poblacioacuten En 2012 las sociedades cubanas de Matemaacutetica y Compu-
tacioacuten Fiacutesica y Quiacutemica a las que despueacutes se sumaron la de Bioinge-
nieriacutea y la de Oncologiacutea Radioterapia y Medicina Nuclear emitieron
una declaracioacuten enfatizando la necesidad de promover el meacutetodo cientiacute-
fico En una de sus partes aparece
ldquoLas sociedades cientiacuteficas firmantes sostenemos que aunque toda
persona puede utilizar los medios que estime convenientes para mejo-
rar su salud y bienestar las instituciones oficiales soacutelo deberiacutean patro-
cinar financiar invertir recursos del estado o respaldar de cualquier
forma la reproduccioacuten a escala social de conocimientos conductas y
haacutebitos si y soacutelo si se hace evidente que estaacuten basados en el meacutetodo
cientiacuteficordquo
La declaracioacuten se encuentra accesible en wwwscquhcu~scq decla-
racion_metodo_cientificopdf Tambieacuten en httpscielosld
cuscielophpscript=sci_arttextamppid=S0864-4662013000100010
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
La pseudociencia se las arregla para evadir la parte esencial del meacutetodo
cientiacutefico pasando directamente de la hipoacutetesis a alguacuten punto medio
entre la teoriacutea y la ley obviando el experimento Las suposiciones de
alguacuten lsquoinspiradorsquo o lsquoiluminadorsquo y sus seguidores se convierten asiacute en
lsquoleyesrsquo sin pasar por el fino tamiz de la criacutetica internacional y la inter-
accioacuten teoriacutea-experimento Pero estas suposiciones al hacer abundante
uso de la terminologiacutea cientiacutefica en sus descripciones pueden engantildear
faacutecilmente a cualquiera no familiarizado con el quehacer cientiacutefico (fi-
gura 85)
En el terreno de la pseudociencia la experimentacioacuten casi siempre se
omite a lo maacutes tiene caraacutecter anecdoacutetico y se toma alguna hipoacutetesis
como una verdad absoluta que no admite dudas ni impugnaciones Mu-
chas veces el lsquoiluminadorsquo de turno es alguien que no posee entrena-
miento en la ciencia y ni siquiera conoce la existencia del meacutetodo cien-
tiacutefico Y es frecuente que tome las criacuteticas a lsquosursquo meacutetodo -cualquiera
que este sea- como un ataque personal Quienes los critican se convier-
ten asiacute en lsquoagentes de las transnacionalesrsquo que quieren impedir la difu-
sioacuten de lsquoun procedimiento efectivo y de bajo costo que sirva para ayu-
dar a las multitudes de necesitados en el tercer mundorsquo
Figura 85 Esquema de la deformacioacuten pseudocientiacutefica
Cuando la pseudociencia pertenece al campo de la medicina muchas
veces el predicador de la terapia ni siquiera es meacutedico -lo que no parece
amilanar a sus entusiastas seguidores- El autor ha tenido la oportunidad
de conocer o leer escritos de geoacutegrafos fiacutesicos quiacutemicos ingenieros
profesores de secundaria periodistas veterinarios enfermeros psicoacutelo-
gos y filoacutesofos que pretenden ser especialistas con capacidad de diag-
nosticar o ser catedraacuteticos de temas meacutedicos sin poseer el correspon-
diente tiacutetulo universitario que los faculte para ello
Otras veces se llevan a cabo unos pocos experimentos mal disentildeados
y se propone una teoriacutea desligada del experimento Y cuando hay resul-
tados experimentales aparentemente favorables no son reproducibles
Una caracteriacutestica adicional es que quienes favorecen las terapias no
demostradas en muy raras ocasiones mencionan el efecto placebo para
ellos simplemente no existe
Como el motor de avance de la ciencia es precisamente la prueba y
el error la criacutetica y la interaccioacuten teoriacutea-experimento la pseudociencia
no tiene forma de avanzar Sus leyes y teoriacuteas estaacuten siempre dadas de
una vez y para siempre La tabla 81 resume algunas caracteriacutesticas que
pueden ayudar al lector a distinguir la pseudociencia de una verdadera
proposicioacuten cientiacutefica
TABLA 81
Comparacioacuten entre ciencia y pseudociencia
Ciencia Pseudociencia
1
Incluye resultados favorables y desfavorables Analiza argumen-tos a favor y en contra Es esceacutepti-ca Duda continuamente de sus propios logros
Solo toma en cuenta los resultados favorables Cierra los ojos a la evidencia contraria Es creacutedula No duda
2 La criacutetica es su forma normal de progresar
Cuando se la criacutetica usualmente sus promotores lo asumen como un ataque personal
3 La mayoriacutea de las referencias provienen de revistas internacio-nales arbitradas bien reconocidas
No hay referencias o provienen de libros congresos o incluso de revistas usualmente del mismo ciacuterculo pseudocientiacutefico
4 Utiliza conceptos y magnitudes bien definidas para describir y analizar los fenoacutemenos
Usa sus propios vagos conceptos mezclaacutendolos con conceptos de la ciencia
5 Siempre hay resultados experi-mentales reproducibilidad y esta-diacutesticas
Se satisface con ejemplos anecdoacute-ticos aislados Si hay experimen-tos estaacuten mal disentildeados
6
Trata de encontrar mecanismos que expliquen los hechos basaacuten-dose en los experimentos y el conocimiento cientiacutefico anterior
No propone mecanismos Cuando lo hace no se basa en el conoci-miento cientiacutefico previo sino que los inventa de la nada
7 No depende para nada de la opi-nioacuten de ldquopersonalidadesrdquo
Busca la aprobacioacuten de ldquopersona-lidadesrdquo individuales casi siempre ajenas al campo especiacutefico de que se trate
8
Los conceptos cambian y mejoran para ajustarse a los nuevos avan-ces con la contribucioacuten de mu-chos
Defiende ideas preconcebidas e invariables usualmente ldquodescu-biertasrdquo por una sola persona a veces con trasfondo religioso
9 Raacutepida difusioacuten y aplicacioacuten ma-siva de los nuevos descubrimien-tos praacutecticos
Sus ideas no progresan porque ldquolas grandes compantildeiacuteas perderiacutean dinero si se aceptanrdquo
10 Siempre toma en cuenta el efecto placebo (terapias y medicamen-tos)
El efecto placebo nunca se men-ciona
Tomada de la Revista Elementos 69 31-35 2008
193
Existen tres razones fundamentales para denunciar y condenar
la pseudociencia
1 Es falsa Toda pseudociencia predica nociones contrarias a las esta-
blecidas soacutelidamente por la ciencia y que se imparten cotidianamen-
te en las aulas de cualquier universidad aunque se debe mencionar
que en la actualidad hay pseudociencias como la homeopatiacutea que
han logrado infiltrarse en cursos de verano y de postgrado en algu-
nas universidades puacuteblicas espantildeolas y de otros paiacuteses Esto incluso
a pesar de las reiteradas denuncias de muchos profesores que alegan
el predominio de criterios econoacutemicos sobre los acadeacutemicos y de
que en paiacuteses como los EEUU ya estaacute expresamente prohibida su
comercializacioacuten por carecer de evidencias cientiacuteficas
(httpswwwftcgovsystemfilesdocumentspublic_statements996
984p114505_otc_homeopathic_drug_enforcement_policy_statemen
tpdf)
2 Constituye una peacuterdida de tiempo esfuerzo recursos y algo similar
a lo que los economistas llaman ldquocosto de oportunidadrdquo Es decir no
solo se pierde lo dicho anteriormente tambieacuten se pierde lo que se
pudiera haber ganado de emplear esos recursos y esfuerzos en algo
verdaderamente productivo
3 Cuando la pseudociencia estaacute ligada a una falsa terapia el posible
perjuicio para el paciente siempre estaacute presente ya bien sea por cau-
sa directa o bien porque este no logre atender a tiempo su dolencia
al entretenerse con la ilusoria terapia sin someterse a un tratamiento
realmente eficaz Es posible encontrar muacuteltiples ejemplo de dantildeos
graves a pacientes en la prensa internacional
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Los criterios acerca de que los campos magneacuteticos estaacuteticos producidos
por imanes permanentes incrementan la circulacioacuten reducen la infla-
macioacuten o el dolor y aceleran la cura de las lesiones son por lo general
simplistas e ingenuos y no estaacuten apoyados por el peso de la evidencia
experimental Por otra parte aunque real el efecto de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia sobre los tejidos es bastante complejo
Al parecer su efectividad variacutea apreciablemente de un tejido a otro
194
depende marcadamente de la intensidad y frecuencia de la sentildeal aplica-
da y tambieacuten del tiempo de tratamiento Ver por ejemplo el artiacuteculo
de revisioacuten de Funk et al 2009 con 400 referencias que no ofrece
conclusiones definitivas
A pesar de que la mayoriacutea de las investigaciones recientes negando
la efectividad de muchas de estas terapias son muy rigurosas auacuten es
posible encontrar cliacutenicas estatales donde se aplican imanes con relativa
frecuencia Y cuando usted trata de explicar a los promotores que ese
procedimiento es falso carece de fundamento cientiacutefico y es totalmente
inocuo la respuesta usual es que ldquoestaacute autorizadordquo sin otro argumento
cientiacutefico (Desde luego iquestQueacute van a argumentar)
Tambieacuten es posible encontrar afirmaciones engantildeosas en diversos
medios de comunicacioacuten Algunas maacutes que pseudociencia son timos
Por ejemplo referencias vagas acerca de la efectividad del tratamiento
propuesto ldquocientiacuteficos destacados concuerdan en que los imanes uni-
polares son superiores a los bipolaresrdquo En primer lugar los imanes
unipolares no existen Todo imaacuten tiene dos polos imposibles de sepa-
rar En segundo lugar nunca se especifica quieacutenes son los lsquocientiacuteficos
destacadosrsquo
Otra compantildeiacutea previene al consumidor acerca del abuso de la medi-
cina convencional y de que los imanes no producen efectos colaterales
pues son ldquotan naturales como la naturalezardquo lo cual puede ser cierto
Quizaacutes no produzcan efectos colateraleshellip ni tampoco el deseado efec-
to curativo Otras promociones afirman que en diversas universidades
se ha demostrado que los imanes permanentes incrementan el flujo
sanguiacuteneo lo cual es totalmente falso como se analizoacute anteriormente
Tambieacuten aparecen supuestas investigaciones favorables donde el efec-
to placebo ni siquiera se menciona
En los EEUU tanto los jueces como diferentes agencias del go-
bierno no dan respiro a los magnetoterapeutas El 7 de septiembre de
1999 la Comisioacuten Federal de Comercio (Federal Trade Commission
FTC) presentoacute una demanda contra la corporacioacuten iexclPain Stops Here
Inc por promover productos para magnetoterapia que incluiacutean agua
magnetizada de polo sur bipolar y colchonetas magneacuteticas Los promo-
tores alegaban que el campo magneacutetico penetra profundamente en la
piel para energizar y oxigenar la sangre y que el tratamiento mejoraba
una serie de dolencias en diversos oacuterganos La FTC calificoacute de falsas
las supuestas virtudes curativas y envioacute el asunto a los tribunales
(httpwwwftcgovos19999906painagrhtm)
El 8 de agosto de 2000 el Consumer Justice Center una entidad pri-
vada de defensa del consumidor en California entabloacute una demanda
contra la cadena de tiendas Florsheim y la tienda Shoe Emporium Es-
tas tiendas promoviacutean zapatos magneacuteticos que ldquocorregiacutean las deficien-
cias magneacuteticas mejoraban la circulacioacuten reduciacutean la fatiga en las
piernas y proveiacutean de un alivio natural para los dolores mejorando la
energiacuteardquo Unos pocos diacuteas despueacutes de presentada la demanda la Flors-
heim retiroacute los controvertidos anuncios
En septiembre de 2002 el Fiscal General de California entabloacute pleito
contra unos fabricantes de colchones magneacuteticos que supuestamente
beneficiaban unos 50 padecimientos diferentes Los precios de los col-
chones oscilaban entre 1 100 y 1 800 USD La demanda pediacutea multas
millonarias contra los 5 integrantes de la empresa European Health
Concepts Inc junto al reembolso del dinero a los consumidores
(httpcaagstatecausnewsalerts200202-105pdf) Algo similar ocu-
rrioacute con la Magnetic Therapeutic Technologies (httpwwwftcgovos
19999906magneticagrhtm)
Tambieacuten en 2002 en el mes de abril la FTC entabloacute una demanda
contra TechnoBrandsInc por razones similares en este caso la venta
de una coleccioacuten de imanes para combatir el dolor en cualquier lugar
del cuerpo
La prensa supuestamente formal tampoco escapa a los tentaacuteculos de
la pseudociencia Asiacute por ejemplo en abril de 2010 un perioacutedico local
publicoacute el artiacuteculo ldquoOndas Magneacuteticas y su Aplicacioacuten en la Medicinardquo
consistente en una mezcla de gran cantidad de afirmaciones pseudocien-
tiacuteficas junto a algunas gotas de realidad Alliacute se podiacutea leer entre otros
muchos absurdos que el magnetismo incrementa la circulacioacuten de la
sangre (a pesar de la evidencia contraria proporcionada por los miles de
pacientes sometidos diariamente a estudios de resonancia magneacutetica sin
efectos colaterales) y tambieacuten que las piraacutemides se construyeronhellip iexclpa-
ra aplicar campos magneacuteticos
Otra modalidad pseudocientiacutefica es afirmar todo lo contrario que la
radiacioacuten electromagneacutetica no es siempre beneacutefica sino dantildeina Se
exageran al maacuteximo los posibles efectos perniciosos de las radiaciones
generadas por las liacuteneas de transmisioacuten de alto voltaje u otros equipos
Una variante adicional es que existe mucha especulacioacuten acerca de
si los cambios que tienen lugar en el campo geomagneacutetico de nuestro
planeta asociados a las erupciones solares tambieacuten pueden afectar los
sistemas bioloacutegicos en la superficie terrestre Por el momento no hay
resultados definitivos Un reporte publicado en el Astronomical amp As-
trophysical Transactions vol 19 Issue 1 del 2000 bajo el tiacutetulo ldquoCon-
firmacioacuten experimental del efecto bioefectivo de las tormentas magneacute-
ticasrdquo fundamenta sus resultados en la aplicacioacuten del fraudulento elec-
trodiagnoacutestico de Voll ya mencionado lo que reduce a cero su valor
Se ha sugerido la posibilidad de que los protones de muy alta energiacutea
provenientes del Sol puedan causar dosis elevadas de radiacioacuten en los
aviones a grandes alturas sobre todo cuando pasan cerca del ciacuterculo
polar pero aparte de las especulaciones no fue posible encontrar repor-
tes experimentales concretos sobre el tema
En resumen la evidencia acumulada hasta el momento demuestra
que los campos magneacuteticos alternos de muy baja frecuencia pudieran
ser una herramienta uacutetil en el tratamiento terapeacuteutico de diversas afec-
ciones siempre que se demuestre que proporcionan maacutes beneficio que
dantildeos Seraacute necesario tomar en cuenta en cada caso particular la fre-
cuencia e intensidad de la sentildeal aplicada y la duracioacuten del tratamiento
ya que pueden ser factores muy importantes que hay que controlar para
garantizar la efectividad en uno u otro sentido
No puede decirse lo mismo de la aplicacioacuten de campos estaacuteticos
mediante imanes permanentes o bobinas de corriente continua En la
medida en que avanza la investigacioacuten cientiacutefica en cualquier rama de
la ciencia van apareciendo evidencias cada vez maacutes contundentes acer-
ca de las propiedades del fenoacutemeno estudiado que a su vez dan origen
a nuevas interrogantes Sin embargo en lo que se refiere a la aplicacioacuten
terapeacuteutica de los imanes permanentes la evidencia no ha aparecido
auacuten todo estaacute exactamente igual a pesar de los miles y miles de ensa-
yos y los cientos de antildeos transcurridos desde los tiempos de Elisha
Perkins y Franz Anton Mesmer
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206
En la actualidad en la prensa internet y otros medios de comunicacioacuten proliferan afirmaciones sobre los campos magneacuteticos y electromagneacuteticos que carecen de fundamento cientiacutefico muchas de las cuales con argumentos que no se ajustan a la realidad soacutelo se proponen publicitar y vender artiacuteculos supuestamente curativos Es de lamentar que muchas de esas falsedades sean recogidas y repetidas por otros como si fueran veriacutedicas y se lleven a la praacutectica sin que existan fundamentos para ese proceder excepto la falta de conocimientos sobre el magnetismo
En este libro se pretende mostrara queacute es realmente el magnetismo y que hay de cierto ndash y queacute de falso ndash en un cuacutemulo de proposiciones divulgadas en su nombre Ademaacutes de presentar las bases reales de los fenoacutemenos magneacuteticos maacutes importantes se citan referencias que demuestran que muchas de las supuestas ldquomaravillasrdquo magneacuteticas que algunos promocionan han sido incluso sancionadas en los tribunales por fraude y engantildeo al consumidor Asimismo junto con los fundamentos baacutesicos y el origen de las propiedades magneacuteticas se exponen aplicaciones disiacutemiles del magnetismo
Sin apartarse un aacutepice de rigor cientiacutefico necesario en la exposicioacuten del texto se ha evitado al maacuteximo el uso de vocabulario teacutecnico y expresiones analiacuteticas con el objetivo de hacerlo entendible al lector que no posea un dominio superior de la fiacutesica y la matemaacutetica Cada afirmacioacuten estaacute debidamente sustentada por imaacutegenes resuacutemenes y artiacuteculos la mayoriacutea publicados en revistas cientiacuteficas prestigiosas
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA
- Magnetismo cotidiano oriacutegenes y aplicaciones
-
- Impreso 1
- Impreso 2
- Impreso 3
- Impreso 4
- Impreso 5
- Impreso 6
- Impreso 7
- Impreso 8
- Impreso 9
-
- contratapa
-
ARNALDO GONZAacuteLEZ ARIAS (La Habana 1946) Doctor en Ciencias
Fiacutesicas y profesor de la Universidad de La Habana desde 1972 hasta
2012 cuando se jubiloacute En ese lapso fue profesor de diferentes facul-
tades tutor de diplomas y un doctorado e impartioacute conferencias de
temas de magnetismo y teacutecnicas termoanaliacuteticas en varios centros de
investigacioacuten y universidades nacionales y extranjeras Durante cinco
antildeos se desempentildeoacute como editor informaacutetico de la Revista Cubana de
Fiacutesica Ha obtenido tres premios o menciones en concursos naciona-
les de periodismo cientiacutefico y divulgacioacuten cientiacutefica publicando maacutes
de sesenta artiacuteculos en revistas cientiacuteficas arbitradas y un centenar de
artiacuteculos de divulgacioacuten cientiacutefica en medios de prensa nacionales y
extranjeros Tiene a su haber los tiacutetulos siguientes Errores y medi-
ciones (Ed Ciencia y Teacutecnica La Habana 1984) Anaacutelisis Teacutermico
Diferencial y otras Teacutecnicas Termoanaliacuteticas (E Ciencia y Teacutecnica
La Habana 1986) Teacutecnicas Experimentales del Magnetismo (coautor
Ed Mined 1986) iquestQueacute es el magnetismo (Ediciones Universidad de
Salamanca Espantildea 2001) Fiacutesica para geografiacutea (soporte magneacutetico
Facultad de formacioacuten de profesores para la ensentildeanza media supe-
rior La Habana 2003) Introduccioacuten a las Teacutecnicas Termoanaliacuteticas
(coautor Ediciones Universidad de Valladolid 2014) y Un Paseo por
la Ciencia y la Tecnologiacutea (Ed Cientiacutefico Teacutecnica La Habana 2016)
Arnaldo Gonzaacutelez Arias
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA LA HABANA 2018
MAGNETISMO C O T I D I A N O
O R Iacute G E N E S Y APLICACIONES
Edicioacuten y correccioacuten Sergio Bello Canto
Disentildeo de cubierta Carlos Javier Soliacutes Meacutendez
Disentildeo interior Maikel Martiacutenez Pupo
Realizacioacuten de ilustraciones Yuleidis Fernaacutendez Lago
Composicioacuten digitalizada Madeline Martiacute del Sol
copy Arnaldo Gonzaacutelez Arias 2018
copy Sobre la presente edicioacuten
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica 2018
ISBN 978-959-05-1104-2
INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica
Calle 14 no 4104 e41 y 43 Playa La Habana Cuba
editorialmilcubartecubcu
ediciones caribe
UEB Graacutefica Haydeeacute Santamariacutea
3000 ejemplares
Febrero - 2019
Agradecimientos
El autor desea expresar su reconocimiento a los siguientes profeso-
res que amablemente consintieron en revisar y criticar el manuscri-
to original contribuyendo en gran medida a enriquecer su conteni-
do
Joseacute A Fernaacutendez Sacasas MsC Especialista de II grado de Me-
dicina Interna Profesor Titular y Profesor Consultante de la Uni-
versidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Alberto Juan Dorta Contreras Dr en Ciencias Profesor e Investi-
gador Titular Laboratorio Central de Liacutequido Cefalorraquiacutedeo
(LABCEL) Universidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Manuel de Jesuacutes Antoacuten Lolo Fiacutesico Investigador y Profesor Con-
sultante del Instituto de Ciencias Baacutesicas y Precliacutenicas ldquoVictoria de
Giroacutenrdquo Universidad Meacutedica de La Habana
Joseacute Ignacio Iacutentildeiguez de la Torre y Bayo MS y PhD Catedraacutetico de
Electromagnetismo de la Universidad de Salamanca Director del
Programa de Becas Predoctorales de Formacioacuten de Personal Inves-
tigador (FPI) del Ministerio de Ciencia y Tecnologiacutea Presidente
del Comiteacute de Expertos Externos del Programa de Evaluacioacuten de
Calidad en las universidades de Cantabria Sevilla y Caacutediz
Un agradecimiento especial a la Dra Nuvia Peacuterez Cruz especialis-
ta de 2do grado en Farmacologiacutea Cliacutenica de la Universidad Meacutedica
de La Habana Facultad Dr Salvador Allende por su inesperada ndash
aunque no menos valiosandash contribucioacuten
V
IacuteNDICE
Agradecimientos V
Introduccioacuten 1
Ciencia y falsa ciencia 3
Leyes y teoriacuteas 4
Algo para recordar 7
Capiacutetulo 1 Magnetismo lsquomisteriosorsquo 7
Engantildeo de las pulseras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Asesino invisible
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento
Magnetosfera y el viento solar
Magnetismo planetario y solar
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Capiacutetulo 2 Campo magneacutetico 33
Magnetismo microscoacutepico
Diamagnetismo
Paramagnetismo
Magnetismo macroscoacutepico
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Ferromagnetismo
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Temperatura de Curie
Magnetismo en los organismos vivos
Otros ejemplos
Magnetizacioacuten teacutecnica
Grabacioacuten magneacutetica
Apeacutendice
Capiacutetulo 3 Corriente eleacutectrica 59
Carga eleacutectrica
Campo eleacutectrico
Conductor y dieleacutectrico
Interaccioacuten con un campo externo
Sustancias polares y no polares
Liacutequido y gas polares
Solvatacioacuten
Soacutelido polar
Sustancias no polares
Corriente continua y fuerza electromotriz
Pila y bateriacutea
Generador electrostaacutetico
Celda solar
Termoelectricidad
Piezoelectricidad
Circuitos de corriente continua
Superconductividad
Corriente alterna
Capiacutetulo 4 Interacciones electromagneacuteticas y ondas de radio 79
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Dinamo
Transformador e inductor
Radiacioacuten electromagneacutetica
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
Espectro electromagneacutetico
Transmisioacuten de sentildeales
Transmisioacuten de potencia Hornos de microondas
Cocinas de induccioacuten
Estimacioacuten de distancias radar
Deteccioacuten de metales
Radar de penetracioacuten terrestre
Capiacutetulo 5 Radiacioacuten de maacutes alta frecuencia 104
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Radiacioacuten y organismos vivos
Radiacioacuten infrarroja y visible
Fotosiacutentesis
Laacuteser
Radiacioacuten ultravioleta
Rayos X
VIII
Rayos X en la medicina
Radiografiacutea computarizada (RC)
Radiografiacutea digital (RD)
Rayos gamma
Capiacutetulo 6 Otras aplicaciones del magnetismo 124
Diagnoacutestico meacutedico
Magnetoencefalograma
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica
Levitacioacuten magneacutetica
Tratamiento magneacutetico del agua
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
Acelerador de partiacuteculas
Cuando el magnetismo es indeseable
Mina magneacutetica
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Conflictos beacutelicos
Anomaliacuteas magneacuteticas
Capiacutetulo 7 Terapias magneacuteticas reales e ilusorias 150
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
Campos magneacuteticos estaacuteticos magnetoterapia
Franz Anton Mesmer
Tractores de Perkins
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos
El campo magnetostaacutetico es conservativo
Campos electromagneacuteticos
Microondas (300 MHz-3GHz)
Radiacioacuten de baja frecuencia
Breve historia de las terapias electromagneacuteticas
Reportes negativos
Nanomagnetismo y medicina
Separacioacuten magneacutetica
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
iquestTratamientos magneacuteticos contra el dolor
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial
En la comunidad
En la vivienda
Puesto de trabajo
Efecto bioloacutegico
Investigacioacuten cliacutenica
IX
Teleacutefono celular y caacutencer
Normas de seguridad
Capiacutetulo 8 Placebos y pseudociencia 180
Efecto placebo
Cienciahellip y lo que no lo es
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
iquestQueacute es la pseudociencia
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Bibliografiacutea 199
X
INTRODUCCIOacuteN
Hace 15 antildeos presentamos en Salamanca un pequentildeo libro de divulga-
cioacuten cientiacutefica titulado Queacute es el magnetismo que vio la luz gracias al
apoyo en la revisioacuten de las pruebas de impresioacuten de los profesores
Ana Garciacutea Flores y Joseacute Ignacio Intildeiguez de la Torre y Bayo del de-
partamento de Fiacutesica Aplicada de esa universidad espantildeola De allaacute
hasta acaacute han surgido muchas novedades en el campo del magnetismo
En esta nueva edicioacuten aparte de que se subsanan algunas omisiones
se presenta un enfoque diferente y un contenido mucho maacutes actualiza-
do aunque respetando en todo momento el perfil de libro de divulga-
cioacuten
iquestHacia doacutende apunta el norte de la bruacutejula al norte o al sur
iquestQueacute hay de comuacuten entre un radar un horno de microondas y un
teleacutefono celular
iquestCoacutemo funciona una cocina de induccioacuten
iquestExisten verdaderamente las tormentas magneacuteticas iquestY el viento
solar
iquestDe queacute se compone la luz iquestY las ondas de radio
iquestCoacutemo se mide el campo magneacutetico del sol y los planetas
iquestEl agua se magnetiza iquestY los combustibles
iquestPara queacute sirve la Tomografiacutea de Emisioacuten de Positrones
iquestCoacutemo funcionan los trenes magneacuteticos
iquestSe puede aliviar el dolor utilizando un imaacuten
iquestDantildea la salud vivir cerca de una liacutenea de alta tensioacuten
iquestEs posible medir los biocampos generados por las personas
iquestSe orientan los animales mediante el campo magneacutetico terrestre
iquestQueacute es la pseudociencia magneacutetica
1
El libro pretende dar respuesta a estas y muchas otras preguntas
todas relacionadas de una u otra manera con el magnetismo o el elec-
tromagnetismo
Nuestro trabajo durante muchos antildeos en la Universidad de La Ha-
bana como profesor e investigador en el campo de los materiales
magneacuteticos nos permitioacute constatar que desde siempre ha existido un
gran intereacutes hacia fenoacutemenos magneacuteticos que pudieacuteramos llamar lsquono
convencionalesrsquo Este intereacutes auacuten se mantiene y se extiende desde la
buacutesqueda de posibles aplicaciones en la industria hasta el ensayo de
diversas terapias electromagneacuteticas No obstante tambieacuten hemos
comprobado que no siempre se dispone de la informacioacuten adecuada
sobre estos temas y que cuando de magnetismo o electromagnetismo
se habla a menudo afloran serias confusiones en cuanto a separar lo
real de lo ficticio
A veces se trata de copiar lo que no se comprende bien sin llevar a
cabo investigaciones o ensayos previos que permitan conocer la efec-
tividad real del dispositivo propuesto los paraacutemetros que se deben
controlar o el reacutegimen de operacioacuten recomendable Lo anterior se
agrava por el hecho de que es faacutecil encontrar materiales impresos en
revistas y perioacutedicos o en la World Wide Web cuya objetividad cien-
tiacutefica deja mucho que desear Puede que estas informaciones sean
divulgadas tanto por personas quizaacutes ingenuas entusiastas de los tra-
tamientos magneacuteticos (pero tan ignorantes en la materia que confun-
den faacutecilmente propiedades magneacuteticas con propiedades eleacutectricas)
como por fabricantes y comerciantes inescrupulosos maacutes interesados
en vender su producto que en presentar al posible comprador una in-
formacioacuten veraz Algunos de estos reclamos han resultado ser timos
comprobados sancionados por los tribunales
Estas son las razones fundamentales por las que decidimos recopi-
lar una informacioacuten miacutenima sobre las particularidades esenciales de
los campos magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos asiacute como algunas de
sus aplicaciones presentes y futuras maacutes importantes Pensamos que el
lector sin formacioacuten cientiacutefica pero interesado en estos temas podraacute
asiacute valorar con mayor efectividad cualquier proposicioacuten magneacutetica
que se le presente De aquiacute que se ha tratado de utilizar un lenguaje
simple y dentro de lo posible sin tecnicismos y con la cantidad miacute-
nima de foacutermulas y ecuaciones pero a la vez en todo momento se ha
mantenido la rigurosidad cientiacutefica del contenido
Ciencia y falsa ciencia
El libro tambieacuten tiene la pretensioacuten de ayudar al lector a distinguir
entre lo que es ciencia y lo que no lo es tanto dentro de los temas
magneacuteticos como fuera de ellos
En las uacuteltimas deacutecadas se ha generalizado el uso del teacutermino pseu-
dociencia para designar un conjunto de teoriacuteas leyes descripciones y
procedimientos que pretenden ser cientiacuteficos pero que en realidad no
lo son Seguacuten Carl Sagan (1934-1996) astroacutenomo y divulgador cien-
tiacutefico ldquohellipcada campo de la ciencia tiene su propio complemento de
pseudociencia Los geofiacutesicos tienen que enfrentarse a Tierras planas
Tierras huecas Tierras con ejes que se balancean desordenadamente
continentes en raacutepido ascenso y hundimiento y profetas del terremoto
Los botaacutenicos tienen plantas cuyas apasionantes vidas emocionales se
pueden seguir con detectores de mentiras los antropoacutelogos tienen
hombres-mono supervivientes los zooacutelogos dinosaurios vivos y los
bioacutelogos evolutivos tienen a los literalistas biacuteblicos pisaacutendoles los
talones Los arqueoacutelogos tienen antiguos astronautas runas falsifica-
das y estatuas espurias Los fiacutesicos tienen maacutequinas de movimiento
perpetuo un ejeacutercito de aficionados a refutar la relatividad y quizaacute la
fusioacuten friacutea Los quiacutemicos todaviacutea tienen la alquimia Los psicoacutelogos
tienen mucho de psicoanaacutelisis y casi toda la parapsicologiacutea Los eco-
nomistas tienen las previsiones econoacutemicas a largo plazo Los meteo-
roacutelogos hasta ahora tienen previsiones del tiempo de largo alcancehellip
La astronomiacutea tiene como pseudociencia equivalente principal la as-
trologiacutea disciplina de la que surgioacute A veces las pseudociencias se
entrecruzan y aumenta la confusioacuten como en las buacutesquedas telepaacuteti-
cas de tesoros enterrados en la Atlaacutentida o en las previsiones econoacute-
micas astroloacutegicasrdquo (Sagan 2000)
Se podriacutea pensar que una educacioacuten teacutecnica o universitaria es una
salvaguarda contra la pseudociencia nada maacutes lejos de la realidad La
esencia del problema no estaacute en la cantidad de conocimientos que
alguien pueda acumular sino en la forma que se incorporan se anali-
zan y se usan estos conocimientos El desconocimiento sobre ciencias
que no son afines a la especialidad de la persona en cuestioacuten tambieacuten
puede favorecer la confusioacuten Cuando se desconoce la esencia del
meacutetodo cientiacutefico (que se expone en el capiacutetulo 8) resulta muy difiacutecil
por no decir imposible separar la ciencia de la pseudociencia
La ciencia y la pseudociencia se caracterizan respectivamente por
el escepticismo y la credulidad Mientras no encuentre una explica-
cioacuten satisfactoria a la manifestacioacuten de un proceso o evento determi-
nado con resultados verificables en cualquier momento y lugar la
ciencia no estaraacute satisfecha
La pseudociencia estaacute saturada de credulidad No exige demostra-
ciones y se contenta con conceptos y explicaciones vagas Presenta
sus resultados terminados de una vez y para siempre y de una forma
que no admite verificacioacuten
Cuando la pseudociencia tiene que ver con la medicina puede lle-
gar a ser peligrosa a veces por promover falsos diagnoacutesticos otras por
aplicar remedios no adecuados El posible dantildeo al paciente casi siem-
pre no proviene de la aplicacioacuten del tratamiento pseudocientiacutefico
(aunque en ocasiones el tratamiento en siacute pudiera ser perjudicial) sino
porque su aplicacioacuten impide que el paciente se someta al tratamiento
meacutedico convencional que eventualmente mejorariacutea su salud Con re-
gularidad aparecen en la prensa internacional casos que ilustran lo
anterior que a veces incluso llegan a los tribunales al aplicarse a las
personas terapias y medicamentos que no han sido validados por los
correspondientes ensayos cliacutenicos
Leyes y teoriacuteas Durante la revisioacuten del original un colega me llamoacute la atencioacuten que
en las Ciencias Sociales muchas veces se antepone la ley a la teoriacutea (y
en este libro se ha considerado lo contrario) Bajo ese punto de vista
se considera que la teoriacutea resume un conjunto de leyes y resulta ser
algo maacutes bien acabado terminado Aquiacute se considera una acepcioacuten
diferente comuacuten en las ciencias naturales que a nuestro entender no
entra necesariamente en contradiccioacuten con el punto de vista anterior
pues maacutes bien representa un nivel diferente de gradacioacuten Existen
teoriacuteashellip y teoriacuteas Y tambieacuten algo de tergiversacioacuten semaacutentica cuan-
do se les llama teoriacuteas a lo que no son maacutes que hipoacutetesis ie suposi-
ciones no contrastadas con la realidad
En las ciencias fiacutesicas y otras ciencias naturales muchas veces la
teoriacutea no se refiere a algo terminado sino al nivel primario de investi-
gacioacuten Es un meacutetodo de trabajo una herramienta que complementa al
experimento Es la forma en que se logra explicar cualitativa y cuanti-
tativamente un resultado experimental lo que permite disentildear nuevos
experimentos y predecir de antemano lo que posiblemente ocurriraacute Si
la prediccioacuten es correcta el conocimiento se ampliacutea y la teoriacutea se re-
fuerza Sirva de ejemplo la infinidad de artiacuteculos teoacutericos que se pu-
blican diacutea tras diacutea en las revistas cientiacuteficas especializadas donde no
se reportan resultados experimentales sino solo su posible interpreta-
cioacuten teoacuterica proponiendo relaciones o leyes particulares para esclare-
cer el por queacute el resultado de un determinado experimento
Usualmente las teoriacuteas cambian y se mejoran continuamente acer-
caacutendose soacutelo paso a paso a la realidad Cuando se alcanza una armoniacutea
total entre la teoriacutea y la praacutectica se llega a la ley como resumen final
de esa continua interaccioacuten Cuando eso ocurre las teoriacuteas pierden lo
que les quedaba de hipoacutetesis para convertirse en certezas porque ya
no se basan en la suposicioacuten o especulacioacuten sino en la praacutectica en la
interaccioacuten con la realidad en deducciones e inducciones rigurosas y
en una amplia evidencia experimental Y desde luego muchas hipoacute-
tesis se desechan cuando se comprueba que son ajenas a la realidad
que pretenden describir
Y coincidiendo con la interpretacioacuten mencionada maacutes arriba lo
que una vez fue teoriacutea y pasoacute a ser ley puede sin dudas llegar a for-
mar parte de una teoriacutea maacutes general que incluya varias leyes sin que
haya contradiccioacuten alguna pues en el universo cientiacutefico todo es per-
fectible
iquestY las respuestas a las preguntas que aparecen al inicio de esta in-
troduccioacuten Esperamos que el lector las encuentre en las paacuteginas si-
guientes
5
CAPIacuteTULO 1
MAGNETISMO lsquoMISTERIOSOrsquo
El progreso lejos de consistir en el cambio descansa en la retentiva
Cuando el cambio es absoluto no queda ente alguno al que mejorar y no
se establece direccioacuten para una posible mejora y cuando la experiencia
no se conserva como entre los salvajes la infancia es perpetua
Quienes no pueden recordar el pasado estaacuten condenados a repetirlo
En la primera etapa de la vida la mente es friacutevola y se distrae con facili-
dad no consigue el progreso por falta de constancia y consecuencia Asiacute
son los nintildeos y los baacuterbaros su instinto no ha aprendido nada de la expe-
rienciarsquo
JORGE AGUSTIacuteN NICOLAacuteS RUIZ DE SANTAYANA Y BORRAacuteS (1863-1952)
Poeta y filoacutesofo espantildeol-norteamericano
Algo para recordar
En alguna ocasioacuten a todos nos ha llamado la atencioacuten la propiedad que
poseen los imanes de interactuar a distancia de repelerse o atraerse
entre siacute o de atraer objetos que no son imanes como clavos o hebillas
sin tocarlos directamente Auacuten maacutes en determinada posicioacuten los ima-
nes son reacios a unirse en otra no quieren separarse
Esta misteriosa accioacuten a distancia sin contacto directo que tanto
atrae como repele resulta auacuten maacutes equiacutevoca por cuanto algunos obje-
tos son atraiacutedos por el imaacuten y otros muy parecidos no Cuando un
imaacuten atrae un objeto se puede interponer una laacutemina de cartoacuten o ma-
dera entre el imaacuten y el objeto iexcly lo seguiraacute atrayendo Y para acrecen-
tar auacuten maacutes el misterio cuando algunos objetos se frotan repetidamen-
te con un imaacutenhellip iexcltambieacuten se vuelven magneacuteticos Como si alguna
especie de espiacuteritu o presencia inmaterial contenida en el imaacuten fuera
capaz de transferirse al otro objeto Por cierto si alguna vez necesita
insertar un tornillo en una posicioacuten incoacutemoda pruebe a frotar suave-
mente el destornillador con un imaacuten desde el mango hacia la punta -o
al reveacutes- pero siempre en el mismo sentido Una vez hecho esto si el
tornillo tiene hierro en su composicioacuten quedaraacute adherido a su extre-
mo facilitando la insercioacuten en el sitio deseado
No es posible hacer un compendio de los fenoacutemenos magneacuteticos
maacutes habituales sin mencionar las supuestamente maacutegicas propiedades
de los imanes Han sido invocadas por iluminados falsos expertos y
curanderos de todo tipo para intentar curar o sanar a la gente mediante
pases o influencias magneacuteticas atribuyendo al magnetismo propieda-
des que de ninguna manera posee Tal comportamiento ante lo desco-
nocido parece ser innato a la naturaleza humana Hace 2 500 antildeos
Cleoacutebulo de Lindos uno de los siete sabios de la Antigua Grecia
afirmaba ldquohellipnada hay tan comuacuten en el mundo como la ignorancia y
los charlatanesrdquo
Tales praacutecticas quizaacutes pudieran tener alguna excusa en eacutepocas re-
motas cuando no se teniacutea la menor idea del origen de las propiedades
magneacuteticas Actualmente no tienen otra explicacioacuten que la irresponsa-
bilidad de quienes intentan aplicarlas sin informarse previamente
negando el pasado y el avance de los conocimientos cientiacuteficos por
todos los medios a su alcance
Ejemplos concretos abundan en la historia Cada vez que aparece
una teacutecnica novedosa y poco conocida o un nuevo fenoacutemeno fiacutesico
quiacutemico o bioloacutegico es casi una regla que al poco tiempo aparezcan
terapeutas que afirman poder curar una u otra dolencia aplicando la
nueva teacutecnica Pero las afirmaciones nunca van acompantildeadas por los
correspondientes estudios o ensayos cliacutenicos que corroboren la efecti-
vidad de la propuesta simplemente se enuncia una suposicioacuten como si
fuera una realidad lo que muchas veces resulta suficiente para que los
incautos caigan en las redes del iluminado de turno
Los ejemplos incluyen los intentos de aplicar imanes para curar di-
versas dolencias desde los tiempos antiguos o la de utilizar la recieacuten
surgida electricidad a principios del siglo pasado con los mismos fi-
nes Ejemplos maacutes recientes incluyen el novedoso neutrino (no tan
novedoso como poco conocido) para intentar justificar las absurdas
curaciones a distancia o las fotos Kirlian para probar la existencia de
la tergiversada bioenergiacutea supuestamente asociada solo a lo vivo y
capaz de regular los estados de salud o de aacutenimo de las personas
Se intenta asiacute explicar lo ilusorio con algo falseado que no es del
dominio puacuteblico o que auacuten no se conoce bien sin aportar evidencias
concretas de lo que se afirma Paradigma de lo absurdo aunque por
increiacuteble que parezca muchas veces funciona en determinados ciacutercu-
los incluso autodenominados cientiacuteficos sin serlo
Engantildeo de las pulseras En febrero de 2010 se publicoacute en el Diario Sur un informe sobre la
venta en Espantildea de las pulseras holograacuteficas lsquoPower Balancersquo
(httpwwwdiariosures20100210mas-actualidadsociedadnegocio-
redondo-201002100844html) (Figura 11)
Figura 11 Pulsera Power Balance y ampliacioacuten
del holograma (Tomado de
httpwwwdiariosures)
Seguacuten el artiacuteculo ldquohelliplas pulseras se agotan nada maacutes llegar a las
tiendas y el nuacutemero de reservas excede con creces las unidades que
salen al mercado Aunque la importadora es reacia a facilitar datos
sobre sus ventas en Espantildea un cruce de cifras permite aventurar que
estariacutean en torno a las 100 000 unidades diarias Un negocio redondo
si se tiene en cuenta que cada brazalete vale 35 eurosrdquo Es decir una
sola pulsera cuesta maacutes que el ingreso mensual promedio de cualquier
necesitado en un paiacutes pobre El precio de costo de los materiales con
que se confecciona la pulsera es de 1 euro aproximadamente
El negocio era tan fructiacutefero que enseguida surgieron muchos
competidores para tratar de coger su parte del pastel Las marcas de
pulseras se multiplicaron EFX Equilibrium Ion Balance Powerplus
Power equilibrium Trion-Z Energy balance Harmony zen 9
iquestY cuaacutel es el supuesto beneficio que brindan estas pulseras
Josh Rodarmel de Orange County California quien junto a su
hermano Troy las introdujo en el mercado en 2007 habiacutea declarado
con anterioridad haber implantado en hologramas frecuencias que
reaccionan positivamente al campo magneacutetico del cuerpo afirmando
que todo tiene una frecuencia al igual que los moacuteviles el wifi las
ondas de radio y cosas por el estilo y que todas reaccionan entre siacute
Seguacuten Rodarmel hay frecuencias que reaccionan negativamente con
el cuerpo pero otras lo hacen positivamente eacutel y su hermano habiacutean
descubierto coacutemo meterlas en un holograma que en contacto con el
cuerpo proporciona equilibrio fuerza y flexibilidad
En realidad la tal pulsera no es maacutes que un aro de goma que incor-
pora dos hologramas como los que pueden aparecer en cualquier tarje-
ta de creacutedito o en algunos sellos El modelo que maacutes eacutexito tiene estaacute
hecho con silicona aunque tambieacuten hay otro de neopreno Antildeade la
publicidad que Power Balance no contiene ninguna fuente de energiacutea
por siacute sola sino que son ldquolas energiacuteas bio-eleacutectricas de cada uno las
que cargan el holograma quantum sintonizando con el biocampo y
armonizando con tu chi interiorrdquo
En otro sitio se expresa que Power Balance es una frecuencia en siacute
almacenada en un medio (el holograma) que restaura el equilibrio
electromagneacutetico del cuerpo aislando a cada ceacutelula viva de los factores
externos que le impiden funcionar al 100 de sus capacidades
Lo anterior no es maacutes que palabreriacutea sin sentido donde se combi-
nan palabras de significado real como frecuencia sintoniacutea y hologra-
ma con otras inventadas de contenido semirreligioso o esoteacuterico como
chi o tergiversadas o ficticias como biocampo Obviamente se sigue
un patroacuten similar al de otros timos del mismo corte se tergiversan
palabras conocidas por el gran puacuteblico cuyo verdadero significado es
manejado solo por los especialistas
Todos saben lo que es sintonizar la radio pero solo los entendidos
saben que al sintonizar se estaacute haciendo resonar un circuito del equipo
con una sentildeal electromagneacutetica especiacutefica de las muchas que llegan
provenientes de diferentes emisoras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Una frecuencia es el nuacutemero de veces que cualquier fenoacutemeno se
repite por segundo u otra unidad de tiempo (rotaciones oscilaciones
latidos etc) Es un nuacutemero que representa un concepto no un objeto
tangible Cuando los promotores hablan de almacenar frecuencias
estaacuten hablando de almacenar un concepto abstracto no de almacenar
un objeto A pesar de tener un valor numeacuterico una frecuencia no se
puede almacenar como tampoco se puede almacenar el tiempo para
despueacutes gastarlo cuando sea conveniente es un engantildeo total Sin con-
tar el hecho de que los hologramas no se cargan como si fueran pilas
reversibles
El Instituto Nacional del Consumo de Espantildea adscrito al Ministe-
rio de Sanidad respondioacute satisfactoriamente ante las alertas de los
periodistas y asociaciones de consumidores enviando el 28 de mayo
de 2010 una circular a las comunidades alertando sobre un posible
fraude con las pulseras ldquoLas pretendidas propiedades terapeacuteuticas o
potenciadoras que los fabricantes y comercializadores atribuyen a
determinadas pulseras incumplen lo establecido en la normativa que
regula la publicidad y promocioacuten comercial de los productos El Real
Decreto 190796 prohiacutebe cualquier clase de publicidad o promocioacuten
directa o indirecta masiva o individualizada de productos materiales
sustancias energiacuteas o meacutetodos con pretendida finalidad sanitaria
cuando sugieran o indiquen que su uso o consumo potencian el rendi-
miento fiacutesico psiacutequico deportivo o sexualrdquo Finalmente el 18 de
octubre de 2010 la Junta de Andaluciacutea impuso una multa de 15 000
euros calificada de irrisoria por algunos a la Power Balance en Espa-
ntildea por lsquofalta grave de publicidad engantildeosarsquo sancioacuten tipificada en el
art 35 b 1ordm de la Ley General de Sanidad
En enero de 2011 un grupo de consumidores norteamericanos dis-
gustados con la obvia estafa a que habiacutean sido expuestos presentaron
una demanda en los tribunales contra los hermanos Rodarmel Eacutestos
se vieron forzados a hacer una declaracioacuten afirmando que no existiacutea
evidencia cientiacutefica para sus afirmaciones y llegar a un acuerdo con
los demandantes por el monto de 57 millones de doacutelares
La realidad es que estos emprendedores fabricantes-timadores no
hicieron maacutes que modernizar con hologramas la vieja supercheriacutea de
la magnetoterapia y los ilusoriamente beneacuteficos campos magneacuteticos y
electromagneacuteticos Ya en 2006 un juez de Estados Unidos habiacutea con-
denado al distribuidor de una pulsera magneacutetica similar a rembolsar a
100 000 compradores el dinero gastado a causa de la publicidad enga-
ntildeosa Entre otros beneficios las pulseras presumiacutean de controlar la 11
hipertensioacuten El precio de cada una podiacutea llegar a los 250 euros Entre
2000 y 2003 los vendedores lograron recaudar unos 18 millones de
euros
Durante la vista puacuteblica el juez Morton Denlow citoacute un estudio de
la Cliacutenica Mayo que atribuiacutea la eficacia referida por algunos usuarios
al efecto placebo (fenoacutemeno de sugestioacuten bien conocido que hace que
los siacutentomas declarados por el enfermo puedan mejorar con un falso
tratamiento) El magistrado argumentoacute que las supuestas propiedades
de la pulsera un aro de metal terminado en dos pequentildeas esferas eran
ldquohellip maacutes ficcioacuten que cienciardquo (Figura12)
Figura 12 Pulsera magneacutetica Tomado de
wwwelmundoes suplemento 1692006 nuacutemero 676
La versioacuten opuesta del efecto placebo el nocebo tambieacuten existe
Consiste en el empeoramiento de los siacutentomas o signos de una enfer-
medad por la expectativa del paciente de sentir efectos dantildeinos 12
dolorosos o desagradables ante una falsa medida terapeacuteutica El tema
se trata con mayor detalle en el capiacutetulo 8
Vale la pena hacer notar que los timadores cuestan muy caro Fue
necesario un proceso judicial que duroacute tres antildeos sumado a una inves-
tigacioacuten de la Cliacutenica Mayo para poder desinflar el enorme globo
generado por la pequentildea empresa espantildeola Bio-Ray con sus pulseras
magneacuteticas Y a pesar de todo es muy posible que a la larga los em-
presarios hayan sacado en la jugada ganancias de unos cuantos cientos
de miles (o millones) de euros
En el uacuteltimo capiacutetulo se muestran otros ejemplos del uso desatina-
do de los imanes y la radiacioacuten electromagneacutetica Es de notar que en
algunos ciacuterculos se ha extendido confusa e incorrectamente el teacutermino
magnetoterapia para designar lo que debiera llamarse electromagneto-
terapia pues se aplica radiacioacuten electromagneacutetica y no campos mag-
neacuteticos estaacuteticos
En la radiacioacuten electromagneacutetica estaacuten presentes de forma insepa-
rable ambos tipos de campo el eleacutectrico y el magneacutetico interaccio-
nando continuamente entre siacute De aquiacute que la ilusoria magnetoterapia
se refiera (o debiera referirse) uacutenica y exclusivamente al uso de cam-
pos magneacuteticos estaacuteticos como el de los imanes permanentes sin
componente de campo eleacutectrico Los modernos magnetoterapeutas ni
siquiera estaacuten al tanto de esta realidad elemental y aplican el teacutermino
magnetoterapia indistinta y confusamente a uno u otro caso
Asesino invisible El caso de las pulseras magneacuteticas puede haber dantildeado el bolsillo de
muchos aunque se reconoce que difiacutecilmente pueda haber dantildeado su
salud puesto que no causan efecto alguno a no ser que actuacuteen por
sugestioacuten como placebo El efecto placebo puede sedar pero no cura
por lo que el posible dantildeo causado de forma indirecta siempre estaraacute
presente ya que el paciente puede dejar de utilizar los medicamentos
adecuados confiando en la eficiencia del falso remedio Es este quizaacutes
el mayor peligro que ofrecen en el presente las terapias magneacuteticas
espurias desviar la atencioacuten del paciente de la medicacioacuten adecuada
(que a la larga pudiera ser fatal en algunos casos)
13
No estamos exagerando ya ha ocurrido en el pasado que la aplica-
cioacuten innovadora e indiscriminada de nuevos descubrimientos ha traiacutedo
por consecuencia graves dantildeos a las personas e incluso la muerte Un
ejemplo muy instructivo aunque no el terreno de los imanes sino en el
de la radiacioacuten electromagneacutetica es el de la aplicacioacuten incontrolada de
los rayos X en sus comienzos
Al poco tiempo de aparecer los primeros equipos para hacer radio-
grafiacuteas surgieron en Estados Unidos salones de belleza que usaban los
rayos X para depilar los vellos en diversas partes del cuerpo princi-
palmente de mujeres joacutevenes El tratamiento era promocionado entre
otros por el meacutedico Albert C Geyser quien se presentaba con los
siguientes atributos seguacuten el original en idioma ingleacutes ldquoMedical Di-
rector of the Tricho System Formerly Professor of Physiological
Therapy and Chief of Clinic at Fordham University Lecturer and
Chief of Electro and Roentgenray Clinic at Cornell College Lecturer
and Chief of the Electro and Radio Therapy Clinic at the New York
Polyclinic etcrdquo En fin como para creer a pie juntillas todo lo que eacutel
afirmara
En 1925 existiacutean en Estados Unidos alrededor de 75 maacutequinas Tri-
cho disentildeadas para eliminar los molestos e indeseables vellos en las
mejillas y el labio superior de sentildeoras y sentildeoritas (y quizaacutes de alguacuten
que otro insatisfecho caballero figura 13) Sin embargo al cabo de
unos pocos antildeos se comproboacute que una gran dosis uacutenica de radiacioacuten o
muchas dosis pequentildeas repetidas en largos periacuteodos podiacutean dantildear
seriamente los tejidos sin que el dantildeo se notara de inmediato causan-
do lesiones que saliacutean a la luz meses o antildeos despueacutes Las lesiones se
manifestaban como cambios en la pigmentacioacuten queratosis uacutelceras y
la aparicioacuten de carcinomas que conduciacutean a la muerte
En 1930 el doctor Henry H Hazen publicoacute un artiacuteculo titulado
ldquoDantildeos como Resultado de la Irradiacioacuten en los Salones de Bellezardquo
(American Journal of Roentgenology and Radium Therapy Vol23
No4 409-412 1930) donde aparece escrito lo siguiente ldquoHace alre-
dedor de 5 antildeos cierto nuacutemero de salones de belleza en varias ciuda-
des instalaron maacutequinas Roentgen con el propoacutesito de tratar el vello
superficialhellip (tambieacuten) se aplicaron tratamientos para otras condicio-
neshellip En mi lista hay una paciente que alegaba haber sido tratada por
acneacute y otra por pecasrdquo 14
Figura13 ldquoEl sistema Tricho para eliminar el vello
facial mediante los rayos-X Paciente recibiendo tra-
tamiento en la mejilla Ni dolor ni sensacioacuten de al-
guacuten tipo El meacutetodo infalible usado exitosamente
por 16 antildeos por el Dr Albert C Geyser finado pro-
fesor de Terapeacuteutica Eleacutectrica en la Universidad de
Cornell y refrendado por muchos meacutedicos destaca-
dos No agujas no cera no reactivos Indoloro e
inocuo Garantizado que es permanenterdquo
En su gran mayoriacutea eran mujeres con edades entre 18 y 30 antildeos
Maacutes adelante resume el doctor Hazen
ldquoEn varios congresos han aparecido muchos reportes de dantildeos a la
piel causados por los tratamientos de rayos Roentgen en los salones de
bellezahellip En esta serie de 10 casos no menos de 7 mujeres han recibi-
do serios dantildeoshellip Es de notar que en cada caso aparecioacute una irritacioacuten
a partir de la tercera o cuarta sesioacuten y que no obstante se continuoacute la
aplicacioacuten de los tratamientos No podemos dejar de maravillarnos de
la estupidez de los operadores y de la persistencia e ignorancia de las
viacutectimas Cualquier medida para proteger de su propia tonteriacutea a las
mujeres que buscan mejorar su apariencia es recomendable Es asom-
broso que en muchas comunidades las actas de praacutectica meacutedica inclu-
yan solamente la prescripcioacuten de medicamentos y permitan a cual-
quier fisioterapeuta aplicar sus praacutecticas sin permiso o interferencia
con un total desprecio por los peligros potenciales de su procederrdquo
Lo que resulta auacuten maacutes sorprendente es que situaciones similares
se produzcan en la actualidad no con los rayos X sino otros procedi-
mientos que prometen un maacuteximo de beneficios con un miacutenimo de
incomodidad pero que no curan nada y a la larga pudieran resultar
dantildeinos para el paciente La situacioacuten es mucho peor cuando los prac-
ticantes se ven estimulados por la indiferencia la tolerancia y a veces
el apoyo oficial sumado a criterios de autoridad para intentar acallar
las criacuteticas Una vez introducidos los supuestos tratamientos o tera-
pias son muy difiacuteciles de erradicar A pesar de que el procedimiento
de Tricho podiacutea llegar a causar la muerte reportes de viacutectimas dantildea-
das aparecieron en las revistas meacutedicas hasta unos 15 antildeos despueacutes
bien entrada la deacutecada de los cuarenta
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico iquestQueacute es a fin de cuentas el magnetismo iquestY un campo magnetostaacuteti-
co iquestY la radiacioacuten electromagneacutetica No es posible contestar estas
preguntas en pocas palabras
Ante todo es necesario insistir y dejar bien establecido que una co-
sa son los campos magnetostaacuteticos propios de los imanes permanen-
tes que no variacutean con el tiempo y otra muy diferente la radiacioacuten
electromagneacutetica Sus propiedades difieren enormemente De aquiacute que
en este primer capiacutetulo se comience por los campos magnetostaacuteticos
describiendo el magnetismo mineral el campo magneacutetico terrestre
sus principales propiedades y su relacioacuten con el Sol y otros planetas
Magnetita
Las propiedades magneacuteticas del oacutexido de hierro se conocen desde los
tiempos antiguos La magnetita o piedra imaacuten un oacutexido natural de
foacutermula quiacutemica Fe3O4 tiene la propiedad de atraer los objetos elabo-
rados con hierro metaacutelico o sus aleaciones fenoacutemeno que ya le era
familiar a los antiguos egipcios griegos y romanos No es el uacutenico
oacutexido de hierro que existe pero la hematita -Fe2O3 la maghemita -
Fe2O3 y la wuumlstita FeO no poseen propiedades similares a la magneti-
ta 16
Los primeros yacimientos de magnetita de los que se tiene noticia
se encontraban cerca de Magnesia de Tesalia en Grecia junto a me-
nas de oxido y carbonato de magnesio Aparentemente de ahiacute se deri-
voacute el nombre magnetismo del griego μαγνέσ (magneacutes = imaacuten)
Cuando se frota repetidamente un pedazo de hierro alargado con
una piedra imaacuten este adquiere a su vez la capacidad de atraer deacutebil-
mente otros pedazos de hierro se convierte en un imaacuten permanente
Al igual que los trozos del mineral magnetita los imanes producidos
por frotamiento estaacuten polarizados es decir cada uno de ellos tiene dos
regiones o extremos donde las propiedades magneacuteticas se manifiestan
de forma maacutes intensa Las dos regiones se designaron arbitrariamente
como polo norte (o positivo) y polo sur (o negativo) Es faacutecil compro-
bar que los polos de igual signo se repelen y los de signo opuesto se
atraen
Una propiedad del hierro magnetizado es que cuando se le da una
forma alargada o de aguja y se le permite girar libremente (por ejem-
plo suspendido de una cuerda por su centro o flotando en agua sobre
un corcho) la aguja tenderaacute invariablemente a alinearse en la direccioacuten
aproximada norte-sur y de ahiacute los nombres polo norte para el extremo
que se orienta al norte y polo sur para el contrario Existen evidencias
de que los chinos utilizaban estas bruacutejulas rudimentarias para guiarse
en la navegacioacuten desde hace unos mil antildeos El instrumento se comen-
zoacute a utilizar en occidente unos 300 antildeos despueacutes En la figura 14 se
muestra una bruacutejula moderna
Cuando Cristoacutebal Coloacuten cruzoacute el Atlaacutentico en 1492 en busca de las
Indias notoacute que la aguja de su bruacutejula se desviaba ligeramente de la
direccioacuten norte indicada por las estrellas y que la desviacioacuten cambiaba
a medida que se alejaba del continente Pero no fue hasta unos 100
antildeos despueacutes que el meacutedico de la reina Isabel I de Inglaterra William
Gilbert logroacute explicar la desviacioacuten al considerar que la tierra era un
imaacuten gigantesco con sus polos magneacuteticos situados a cierta distancia
de los polos geograacuteficos Estos uacuteltimos son los puntos de la superficie
del planeta por donde pasa su imaginario eje de rotacioacuten El polo norte
o positivo de la bruacutejula siempre apunta al polo magneacutetico norte no al
geograacutefico ademaacutes la posicioacuten de los polos magneacuteticos no es inalte-
rable variacutea con los antildeos La diferencia entre la direccioacuten que indica la
bruacutejula y la del norte geograacutefico o verdadero se llama declinacioacuten
magneacutetica 17
Figura 14 Una aguja o laacutemina magnetizada que puede
girar libremente como la de la bruacutejula siempre apunta
al polo norte magneacutetico
Los imanes son capaces de atraerse o de repelerse y de atraer al
hierro sin que haya contacto directo entre ellos aunque se encuentren
separados a gran distancia La aguja de la bruacutejula gira a causa del
magnetismo terrestre alineaacutendose en la direccioacuten norte-sur a pesar de
que los polos magneacuteticos de la tierra se encuentran a miles de kiloacuteme-
tros Para explicar la existencia de esta interaccioacuten a distancia sin
contacto directo entre los cuerpos los fiacutesicos introdujeron el concepto
de campo magneacutetico
Se considera que cualquier imaacuten tiene asociado un campo magneacuteti-
co que modifica las propiedades del espacio que lo rodea El campo se
extiende en todas las direcciones y es el medio de interaccioacuten con
otros imanes con el hierro y con cualquier otro cuerpo que se conside-
re Se representa mediante una flecha o vector de longitud proporcio-
nal a su valor o intensidad en cada punto (vector intensidad de cam-
po)
Es usual representar la distribucioacuten del campo magneacutetico alrededor
de cualquier objeto mediante liacuteneas imaginarias las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica Se dibujan de forma tal que son paralelas a la direc-
cioacuten del vector intensidad de campo en cada punto En la figura 15 se
representan las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica de nuestro planeta Alliacute
donde aparecen maacutes unidas seraacute mayor la intensidad del campo
Figura 15 El extremo de la aguja imantada que apunta al
norte magneacutetico se denomina polo positivo o norte del
imaacuten y se designa con el signo (+) mientras que el otro es
el polo negativo o sur y se designa con el signo (-)
Como los polos magneacuteticos de igual signo se repelen y los de dife-
rente signo se atraen el polo magneacutetico terrestre situado al norte resul-
ta ser realmente un polo negativo (o sur) magneacutetico aunque se le de-
nomine ldquopolo magneacutetico norterdquo para diferenciarlo del polo geograacutefico
lo que a veces induce a confusioacuten
19
En la figura 15 es de notar que las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
solo son paralelas a la superficie de la tierra en las regiones cercanas al
ecuador En cualquier otra locacioacuten estaacuten algo desviadas formando un
cierto aacutengulo con la horizontal (lo que no impide que la bruacutejula siga
apuntando al norte) Es faacutecil comprobar el aacutengulo que forman las liacute-
neas con la horizontal utilizando una bruacutejula Una vez que haya sido
orientada hacia el norte en posicioacuten horizontal basta con girarla frac14 de
vuelta alrededor de la direccioacuten paralela a la aguja de manera que
quede perpendicular a su posicioacuten anterior La aguja giraraacute apuntando
hacia la tierra en el hemisferio norte y hacia el cielo en el hemisferio
sur quedando paralela a la liacutenea de induccioacuten y a la direccioacuten real del
campo en ese punto
El aacutengulo que forman las liacuteneas de induccioacuten con la horizontal en
cada punto de la Tierra es la lsquoinclinacioacutenrsquo del campo magneacutetico en ese
punto
Los polos magneacuteticos se encuentran a una distancia considerable
de los polos geograacuteficos Actualmente el polo norte magneacutetico se en-
cuentra cerca de la isla de Bathurst en el norte de Canadaacute a unos 1
600 km del norte geograacutefico el polo sur magneacutetico se encuentra cerca
de la Tierra Adelia de la Antaacutertica a unos 2 600 km del polo sur geo-
graacutefico Los polos magneacuteticos cambian de posicioacuten con el tiempo
fenoacutemeno conocido como deriva polar y se ha dado el caso de que la
deriva polar se invierta es decir que el desplazamiento de los polos
cambie de sentido o retroceda (Figura 16) La ciencia que estudia los
fenoacutemenos magneacuteticos asociados a la Tierra y su atmoacutesfera se conoce
como Geomagnetismo
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento Ademaacutes de desplazarse a lo largo de la historia geoloacutegica la polaridad
de los polos terrestres tambieacuten se ha invertido perioacutedicamente el norte
magneacutetico se ha convertido en sur y viceversa La razoacuten de estas in-
versiones no es conocida sin embargo han quedado registradas visi-
blemente en las rocas de origen iacutegneo que se van creando tanto en la
superficie de la tierra como en los fondos marinos de nueva forma-
cioacuten
En la deacutecada de 1900-1910 B Brunhes en Francia y M Matuyama
en Japoacuten encontraron que las rocas podiacutean catalogarse en dos grandes
grupos de acuerdo con sus propiedades magneacuteticas El primer grupo
correspondiacutea a las rocas de polaridad normal con su magnetizacioacuten
orientada en la misma direccioacuten y sentido del campo magneacutetico de la
Tierra El segundo estaba constituido por las rocas con polaridad in-
versa con la magnetizacioacuten orientada en sentido contrario a la del
campo terrestre Esta particularidad generoacute muchas interrogantes en su
eacutepoca pues la existencia de dos orientaciones magneacuteticas con sentido
contrario pareciacutea algo totalmente arbitrario e inexplicable Los estu-
dios en diversas locaciones geograacuteficas permitieron conocer con exac-
titud cuaacutel era la orientacioacuten del campo magneacutetico de nuestro planeta
en las diferentes eras geoloacutegicas
Figura 16 Deriva del polo magneacutetico norte durante
los uacuteltimos 200 antildeos Con anterioridad a 1831 estaba
maacutes cercano al polo norte y se desplazoacute hacia el sur
21
Hoy dia se sabe que la roca fundida o magma que fluye de los vol-
canes y hendiduras de la corteza terrestre contiene gases disueltos y
partiacuteculas minerales soacutelidas entre ellas partiacuteculas de magnetita La
magnetita pierde sus propiedades magneacuteticas por encima de los 587 oC pero vuelve a recuperarlas cuando la temperatura disminuye por
debajo de ese valor Cuando el magma se enfriacutea y solidifica las partiacute-
culas de magnetita se magnetizan en la misma direccioacuten que el campo
magneacutetico terrestre y su magnetismo queda ldquocongeladordquo en la posi-
cioacuten original Asiacute quedoacute grabada en la roca la ubicacioacuten del campo
magneacutetico de la tierra en el momento que el magma solidificoacute
Durante la 2da Guerra Mundial (1939-1945) las reservas de petroacute-
leo disminuyeron considerablemente a causa de las acciones beacutelicas
Al terminar la guerra se organizoacute una buacutesqueda intensa en las plata-
formas submarinas para tratar de remediar la escasez de combustible
Las compantildeiacuteas de petroacuteleo construyeron buques con equipos especia-
les de perforacioacuten capaces de cargar toneladas de tuberiacuteas y de perfo-
rar a kiloacutemetros de profundidad Los estudios relacionados con la
oceanologiacutea tambieacuten fueron estimulados por esta situacioacuten y los
oceanoacutelogos comenzaron a estudiar en detalle las caracteriacutesticas mag-
neacuteticas del fondo de los oceacuteanos Uno de los equipos utilizados con
este fin fue un tipo de magnetoacutemetro muy sensible desarrollado para
equipar a los aviones que se dedicaban a la guerra antisubmarina
Las experiencias obtenidas de los buques exploradores de petroacuteleo
se aprovecharon para construir el Glomar Challenger un barco de
investigaciones disentildeado especiacuteficamente para los estudios geoloacutegicos
marinos capaz de tomar muestras de roca a gran profundidad Poste-
riormente mediante meacutetodos paleontoloacutegicos y estudios de isoacutetopos
radiactivos se determinoacute la edad de esas rocas y su orientacioacuten relati-
va Se comproboacute que la expulsioacuten del magma durante decenas de mi-
les de antildeos habiacutea dado lugar a las diferentes cadenas montantildeosas que
actualmente existen en el fondo de los oceacuteanos
iquestPor queacute precisamente en el fondo de los oceacuteanos Porque alliacute la
corteza terrestre es maacutes delgada y para salir al exterior el magma ne-
cesita recorrer un camino mucho maacutes corto que por cualquier otra viacutea
(Figura 17)
22
Figura 17 Cordillera del AtlaacutenticoTomado de This
Dynamic Earth US Dept of the InteriorUS Geological
Survey ISBN 0-16-048220-8
En la medida que se fue revelando la distribucioacuten magneacutetica en el
fondo de los oceacuteanos las diferencias entre las rocas con polaridad
directa e inversa expuestas por Brunhes y Matuyama a principios del
siglo XX dejaron de ser arbitrarias y fue tomando forma un cierto
patroacuten de distribucioacuten Cuando la regioacuten analizada llegoacute a ser suficien-
temente extensa se comproboacute que las regiones magneacuteticas en los fon-
dos oceaacutenicos estaban conformadas en bandas similares a las franjas
de una cebra Franjas de rocas con magnetizacioacuten alterna de polaridad
directa e inversa se alternaban a ambos lados de la cresta central del
oceacuteano Atlaacutentico las denominadas bandas magneacuteticas
En el fondo del oceacuteano la corteza nueva se forma continuamente en la
cresta o parte superior de la cordillera (Figura 18) Lejos de la cresta
las rocas son muy viejas y a medida que nos acercamos a la cresta son
cada vez maacutes joacutevenes lo que se comprueba al analizar la cantidad de
sedimentos depositados en el lecho oceaacutenico Sobre las rocas maacutes
viejas descansa una mayor cantidad de sedimentos
Figura 18 Evidencia experimental de la formacioacuten de las
bandas a) La cresta hace 5 millones de antildeos b) Hace 2 millo-
nes de antildeos c) Hoy diacutea Adaptado de This Dynamic Earth US
Dept of the InteriorUS Geological Survey ISBN 0-16-
048220-8
Las rocas maacutes joacutevenes cercanas a la cresta siempre tienen polari-
dad normal coincidiendo con la direccioacuten actual del campo magneacutetico
terrestre Las bandas de rocas maacutes alejadas alternan su polaridad de
normal a inversa y viceversa indicando que el campo magneacutetico de la
tierra ha invertido su polaridad muchas veces a lo largo de millones de
antildeos Los modelos teoacutericos de formacioacuten de rocas en el fondo del
oceacuteano coinciden de forma excelente con los datos experimentales y
en el presente la corteza oceaacutenica se considera una especie de ldquocinta
magneacuteticardquo donde ha quedado registrada la historia del movimiento de
los polos y de las inversiones del campo magneacutetico terrestre durante mi-
llones de antildeos
En los uacuteltimos antildeos mediciones precisas han dado por resultado una
disminucioacuten significativa de la intensidad del campo magneacutetico terrestre
de aproximadamente 10 Se desconoce si este proceso conduciraacute a otra
inversioacuten de la polaridad o no en un futuro no muy lejano
Magnetosfera y viento solar iquestQuieacuten no sabe que el campo magneacutetico terrestre posibilita la orientacioacuten
geograacutefica con la ayuda de la bruacutejula Junto a la estrella polar sirvioacute de
guiacutea a los viajeros durante siglos Hoy diacutea tambieacuten tenemos el Global
Positional System (GPS) que realiza la misma funcioacuten con mucha mayor
precisioacuten apoyaacutendose en un sistema de 24 sateacutelites que circunvalan la
Tierra Lo que no desmerece ni mucho menos la utilidad de la bruacutejula
Pero es mucho menos conocido que el campo magneacutetico terrestre rea-
liza una segunda y mucha maacutes importante funcioacuten Protege nuestro plane-
ta de los excesos de la radiacioacuten solar hasta el punto que se ha estimado
que de no existir el campo magneacutetico la Tierra seriacutea un sitio seco y aacuterido
como Marte el viento solar habriacutea arrastrado al espacio su agua y su
atmoacutesfera desde hace muchiacutesimos antildeos
El viento solar es un flujo de partiacuteculas cargadas (mayormente proto-
nes y electrones de alta velocidad) que inciden continuamente sobre la
Tierra provenientes del Sol Las partiacuteculas logran escapar de la atraccioacuten
gravitatoria solar porque alcanzan gran energiacutea cineacutetica a causa de las
altas temperaturas
De manera similar a como el agua se desviacutea al chocar con la proa de
una embarcacioacuten y la rodea al interaccionar con el campo terrestre las
fuerzas magneacuteticas hacen que el viento solar cambie de rumbo sin modi-
ficar su energiacutea en una regioacuten del espacio llamada el arco de choque Las
partiacuteculas prosiguen su movimiento formando una larga cola alrededor de
la Tierra o girando a su alrededor creando asiacute una especie de cubierta o
envoltura la magnetofunda
Algunas partiacuteculas logran atravesar esa primera barrera magneacutetica pe-
ro son atrapadas maacutes adentro en los denominados cinturones de radia-
cioacuten de Van Allen (Figura 19) Otras logran lsquocolarsersquo finalmente y llegar
hasta la atmoacutesfera a traveacutes de las cuacutespides en los polos norte y sur inter-
accionando con los gases de las capas superiores La interaccioacuten se
25
puede observar a simple vista y es la que da origen a las auroras (boreal y
austral) fenoacutemeno muy comuacuten en las regiones polares pero que rara vez
se manifiesta cerca de los troacutepicos
Figura 19 Magnetosfera terrestre
Un efecto adicional de esta interaccioacuten electromagneacutetica es que
modifica las corrientes eleacutectricas en la ionosfera regioacuten donde se re-
flejan las ondas de radio De aquiacute que cuando la radiacioacuten es intensa
puede perturbar notablemente las comunicaciones y afectar incluso
los instrumentos electroacutenicos maacutes sensibles
Tormenta magneacutetica La tormenta magneacutetica es una perturbacioacuten transitoria global del cam-
po magneacutetico terrestre Consiste en un descenso bien definido de la
intensidad del campo en todo el planeta no mayor de 05 Dura
entre 12 y 24 horas seguido por una recuperacioacuten gradual que persiste
de 1 a 4 diacuteas La disminucioacuten es causada por un campo magneacutetico
sobrepuesto que se suma al campo terrestre en direccioacuten contraria
reduciendo su valor Se genera en la denominada corriente de anillo
en el cinturoacuten exterior de radiacioacuten que circunvala al planeta cuando
es reforzado por los protones procedentes de alguna erupcioacuten solar
violenta La existencia de esta y otras corrientes alrededor de nuestro
planeta ha sido determinada con gran precisioacuten a partir de las medi-
ciones realizadas por sateacutelites (Figura 110)
Figura 110 La corriente de anillo alrededor de la Tierra
En la actualidad es posible monitorear de forma continua la inten-
sidad del campo magneacutetico terrestre el observatorio Kakioka en Ja-
poacuten publica el registro diario en su sitio WEB (httpwwwkakioka-
jmagojpenindexhtml)
La relacioacuten entre las tormentas magneacuteticas y las manchas solares es
bien conocida desde finales del siglo XIX Cuando son visibles gran-
des manchas solares es mucho maacutes probable que aparezca una gran
tormenta magneacutetica El intenso campo magneacutetico asociado a las man-
chas va unido a fulguraciones y eyecciones de sustancia en la corona
solar Es asiacute como se proyectan nubes de plasma hacia el espacio in-
terplanetario en direcciones bien definidas Si una de esas eyecciones
se orienta hacia la Tierra su frente de onda daraacute origen a una tormenta
magneacutetica
El 13 de marzo de 1989 una tormenta severa hizo colapsar las re-
des eleacutectricas en Queacutebec Canadaacute En cuestioacuten de segundos muchos
circuitos de proteccioacuten se desconectaron Seis millones de personas
quedaron sin energiacutea eleacutectrica durante nueve horas con grandes peacuter-
didas econoacutemicas Esta excepcional tormenta magneacutetica produjo auro-
ras boreales a distancias tan lejanas del polo como es el sur de Texas
Fue el resultado de una gran emisioacuten de masa en la corona solar que
tuvo lugar 4 diacuteas antes
iquestSon dantildeinas las tormentas magneacuteticas La exposicioacuten directa a la
radiacioacuten de partiacuteculas de alta energiacutea como las que componen el
viento solar pueden causar enfermedad por radiacioacuten a personas y
animales El mecanismo es el mismo que el que tiene lugar durante las
explosiones o accidentes nucleares las partiacuteculas atraviesan los tejidos
causando dantildeos microscoacutepicos en las ceacutelulas La radiacioacuten puede afec-
tar los cromosomas causar caacutencer o servir de plataforma para otros
problemas de salud Dosis muy grandes son fatales de inmediato
La atmoacutesfera y la magnetosfera proporcionan un nivel adecuado de
proteccioacuten en la superficie terrestre pero los cosmonautas que se en-
cuentran en oacuterbita estaacuten sujetos a dosis potencialmente letales si son
expuestos a la radiacioacuten proveniente de una erupcioacuten solar Este es
otro de los problemas ineludibles que hay que resolver durante los
vuelos espaciales
Existe mucha especulacioacuten sobre si la lluvia de partiacuteculas que ori-
gina las tormentas magneacuteticas puede o no afectar a las personas en la
superficie terrestre pero casi no hay definiciones hasta el momento
Un reporte del antildeo 2000 publicado en el Astronomical amp Astrophysi-
cal Transactions (Vol 19 1) bajo el tiacutetulo ldquoConfirmacioacuten experimen-
tal del efecto bioefectivo de las tormentas magneacuteticasrdquo asienta sus
resultados en un meacutetodo de diagnoacutestico muy cuestionado y calificado
como no cientiacutefico la electropuntura de Voll (ver capiacutetulo 8) Estu-
dios maacutes recientes fundamentados en mediciones de mayor confiabi-
lidad indican una deacutebil relacioacuten estadiacutestica entre las tormentas magneacute-
ticas y la presioacuten arterial Esos estudios auacuten no han sido reproducidos
por otros investigadores por lo que no se pueden considerar como
definitivos
Magnetismo planetario y solar Los cuatro planetas gigantes (Juacutepiter Saturno Urano y Neptuno) po-
seen campos magneacuteticos mucho maacutes intensos que el terrestre El eje
magneacutetico de Saturno parece estar alineado exactamente con su eje
geograacutefico de rotacioacuten mientras que los de Urano y Neptuno estaacuten
inclinados unos 60ordm a partir del eje geograacutefico Venus por el contrario
no es magneacutetico mientras que el pequentildeo Mercurio solo ligeramente
maacutes grande que nuestra luna sorprendioacute a los cientiacuteficos por estar
magnetizado
Marte y la Luna no poseen campo magneacutetico pero presentan en su
superficie grupos de rocas magnetizadas de forma permanente sugi-
riendo que en alguacuten momento siacute lo tuvieron Los grupos de rocas
magnetizadas en Marte observadas por primera vez en la misioacuten es-
pacial del Mars Global Surveyor son especialmente sorprendentes
debido a que parecen formar bandas similares a las que aparecen en la
cordillera del Atlaacutentico
El campo magneacutetico de Juacutepiter es en particular notable Si los
campos de la Tierra y Juacutepiter fueran representados aproximadamente
por barras magneacuteticas en el centro del planeta la de Juacutepiter seriacutea unas
20 000 veces maacutes intensa El eje magneacutetico de Juacutepiter estaacute ligeramente
desviado del eje de rotacioacuten tal como sucede en la Tierra pero mien-
tras Juacutepiter y la Tierra giran en el mismo sentido la polaridad magneacute-
tica de Juacutepiter se encuentra invertida tiene sentido contrario al de la
Tierra
El Sol posee un campo magneacutetico semejante al de la Tierra pero
su magnetismo se manifiesta adicionalmente de otra manera A prin-
cipios de los antildeos 1600 Galileo Galilei y Christopher Scheiner obser-
varon manchas que se moviacutean en el ecuador solar Tardaban 27 diacuteas
en dar una vuelta completa por lo que dedujeron que el Sol giraba El
periacuteodo se incrementaba a 295 diacuteas en las regiones lejanas al ecuador
indicando que la superficie del Sol no era soacutelida Galileo y Scheiner
supusieron que las manchas eran nubes que flotando sobre la superfi-
cie obstruiacutean parcialmente el paso de luz
Ahora se sabe que las regiones de las manchas no son nubes sino que
estaacuten asociadas a intensos campos magneacuteticos Son maacutes oscuras porque
estaacuten algo maacutes friacuteas unos 2000 ordmC por debajo de la temperatura de los
alrededores Se supone que de alguna manera los intensos campos magneacute-
ticos reducen el flujo local de calor y disminuyen la temperatura en esa
regioacuten pero el proceso mediante el cual ocurre la reduccioacuten auacuten se des-
conoce Los astroacutenomos piensan que las corrientes eleacutectricas que fluyen
en el plasma solar y crean esos campos magneacuteticos toman su energiacutea de la
desigual rotacioacuten del Sol maacutes raacutepida en el ecuador
La intensidad de los campos calculada a partir de diversas mediciones
realizadas en la Tierra y en misiones espaciales con instrumentos muy
especializados resulta ser unas 3000 veces mayor que la del campo mag-
neacutetico terrestre A modo de comparacioacuten el valor de la intensidad de
campo de un imaacuten corriente como el de una bocina de audio puede ser
de 100 a 300 veces la del campo terrestre
Las manchas solares presentan muchos rasgos enigmaacuteticos Su
cantidad aumenta y disminuye siguiendo un ciclo algo irregular que
dura unos 11 antildeos (Figura 111) La mayor parte de las veces las man-
chas aparecen por pares con polaridades magneacuteticas opuestas En la
primera mitad de un ciclo la primera mancha que aparece tiene siem-
pre polaridad norte o (+) y la mancha siguiente polaridad sur (-)
pero en el ciclo posterior las polaridades se invierten
Figura 111 Ciclo de repeticioacuten del nuacutemero de man-
chas solares (Tomado de httpwwwistpgsfc
nasagovstargazeMintrohtm)
El campo magneacutetico global del Sol asociado a sus polos norte y
sur tambieacuten invierte su polaridad cada ciclo unos 3 antildeos despueacutes de
cada miacutenimo de manchas Todo lo anterior indica que este ciclo de 11
antildeos de las manchas solares es un fenoacutemeno esencialmente magneacutetico
Existen varias teoriacuteas para intentar explicar este comportamiento pero
ninguna es definitoria
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Esta teoriacutea trata de explicar el origen de los campos magneacuteticos
presentes en muchos astros mediante un modelo simplificado que
imita la realidad Para ello considera un liacutequido conductor de la elec-
tricidad que se encuentra en rotacioacuten Ademaacutes su temperatura no es
homogeacutenea por lo que existen corrientes de conveccioacuten en su seno
similares a las que aparecen en un liacutequido calentado en una cazuela
Las primeras suposiciones acerca del origen del magnetismo terrestre
se sustentaban por el criterio de que la rotacioacuten de la Tierra era la res-
ponsable de la existencia del campo magneacutetico En primera instancia
la idea parece atractiva pues a las partiacuteculas elementales como los
protones y electrones se les asocia cierta rotacioacuten elemental (el mo-
mento angular orbital y el momento angular de spin) y ademaacutes poseen
propiedades magneacuteticas Asiacute por ejemplo PM Blackett ganador del
premio Nobel de 1948 por su trabajo acerca de los rayos coacutesmicos
sugirioacute alguna vez que quizaacutes cualquier objeto en rotacioacuten deberiacutea
tener un campo magneacutetico asociado Sin embargo todos los experi-
mentos realizados con este fin proporcionaron resultados negativos
Posteriormente el descubrimiento de la inversioacuten de la polaridad del
campo magneacutetico ocurrida muchas veces en los uacuteltimos millones de
antildeos (desde luego sin que el sentido de rotacioacuten de la Tierra variacutee)
contradijo enteramente la suposicioacuten de Blackett
Mediante el estudio de las ondas siacutesmicas que se originan durante
los terremotos se ha llegado a conocer que la Tierra posee un nuacutecleo
liacutequido denso de aproximadamente la mitad de su diaacutemetro constitui-
do esencialmente por hierro fundido A su vez ese nuacutecleo liacutequido
posee un nuacutecleo soacutelido auacuten maacutes pequentildeo (Figura 112)
Se supone que el metal fundido estaacute circulando respecto al nuacutecleo
y atraviesa continuamente el campo magneacutetico existente lo que crea-
riacutea corrientes eleacutectricas en el seno del liacutequido Como las corrientes
eleacutectricas generan campos magneacuteticos (ver capiacutetulo 3) de alguna ma-
nera la rotacioacuten creariacutea un campo magneacutetico autosostenido Es decir
el campo generariacutea corrientes que a su vez dariacutean origen al campo que
a su vez engendrariacutea otras corrientes y asiacute sucesivamente La dificul-
tad esencial radica en que hay que demostrar lo anterior basaacutendose
rigurosamente en las leyes de la fiacutesica lo que nadie ha logrado hasta el
momento
El problema es bastante peliagudo porque entre otras cosas la Tie-
rra gira alrededor de un eje imaginario lo que inmediatamente sugiere
que ese eje deberiacutea funcionar como un eje de simetriacutea Sin embargo
ya en 1931 Thomas G Cowling en Inglaterra demostroacute que ninguna
dinamo autosostenida en el centro de la Tierra podiacutea tener un eje de
simetriacutea Auacuten maacutes para resolver el problema de forma incontroverti-
ble seriacutea tambieacuten necesario obtener informacioacuten sobre las fuentes de
calor en el interior del planeta (informacioacuten que no se posee) o al me-
nos hacer suposiciones razonables que conduzcan a una solucioacuten
aceptable 31
Figura 112 El centro de la Tierra Tomado de
httpistpgsfcnasagovearthmagMdynamo2htm
Las fuentes de calor generan movimientos de conveccioacuten en el nuacutecleo
que tambieacuten tendriacutean que formar parte de la solucioacuten del problema
Pero no solo se desconoce doacutende estaacuten las fuentes maacutes intensas de
calor adicionalmente cualquier movimiento de conveccioacuten causado
por el calor estaraacute muy modificado por la rotacioacuten de la Tierra El
efecto seriacutea similar a coacutemo se modifica el movimiento de las masas de
aire en la atmoacutesfera haciendo que huracanes y tormentas se arremoli-
nen en su forma caracteriacutestica
Los intentos teoacutericos realizados hasta el momento solo proporcionan
aproximaciones que no se ajustan a la realidad Los modelos numeacuteri-
cos maacutes recientes buscan soluciones computadorizadas basadas en las
ecuaciones de la magnetohidrodinaacutemica pero para llegar a una solu-
cioacuten vaacutelida se deben resolver sistemas de ecuaciones muy complejos
cuyos paraacutemetros incluso no estaacuten bien determinados Se puede obte-
ner informacioacuten adicional en Demorest Paul Dynamo Theory and
Earths Magnetic Field 21 May 2001
(httpsetiathomeberkeleyedu~pauldetc210BPaperpdf) y tambien
en Fitzpatrick Richard MHD Dynamo Theory 18 May 2002
(httpfarsidephutexaseduteachingplasmalecturesnode69html)
CAPIacuteTULO 2
CAMPO MAGNEacuteTICO
Magnetismo microscoacutepico
Cualquier cuerpo estaacute formado por los pequentildeiacutesimos aacutetomos y estos a
su vez estaacuten constituidos por partiacuteculas mucho maacutes pequentildeas princi-
palmente protones neutrones y electrones aunque no son las uacutenicas
Protones y neutrones se concentran en un nuacutecleo diminuto 10 000 ve-
ces menor que la envoltura donde se encuentran los electrones en mo-
vimiento formando una especie de nube poco definida (figura 21) El
electroacuten es auacuten mucho maacutes pequentildeo tanto que resulta difiacutecil precisar
con exactitud cuaacutento maacutes
Figura 21 A Esquema aproximado de un aacutetomo B Re-
presentacioacuten imaginaria utilizada en algunos caacutelculos y
aproximaciones (modelo planetario)
Aacutetomo significa indivisible en griego La palabra se sigue usando
aunque en realidad los aacutetomos dejaron de ser indivisibles hace mucho
Son muy pequentildeos el aacutetomo maacutes ligero el de hidroacutegeno tiene un diaacute-
metro de aproximadamente 10-10 m (00000000001 m o una diezmillo-
neacutesima de miliacutemetro) Una sola gota de agua contiene maacutes de mil trillo-
nes de aacutetomos Un milloacuten de billones Se expresa por la unidad seguida
de 18 ceros o 1018 En las uacuteltimas deacutecadas la tecnologiacutea moderna ha
permitido fotografiar los aacutetomos e incluso manipularlos uno a uno
(figura 22)
Figura 22 Imaacutegenes de aacutetomos individuales obtenidas me-
diante diversos microscopios de uacuteltima generacioacuten A Aacuteto-
mos ordenados en la superficie de un soacutelido obtenida con un
microscopio electroacutenico de alta resolucioacuten B Aacutetomos indi-
viduales de xenoacuten sobre una superficie de niacutequel ordenados
utilizando un microscopio tuacutenel de barrido para formar las
letras IBM (International Businnes Machines)
Los aacutetomos tienen masa Todos los cuerpos son atraiacutedos hacia la
Tierra y al ser colocados en una balanza tienen peso Cuando los cuer-
pos estaacuten en reposo el peso se expresa por la conocida relacioacuten P =
mg donde m es la suma de las masas de los aacutetomos que lo conforman y
g la aceleracioacuten de la gravedad Los cuerpos tambieacuten poseen propieda-
des eleacutectricas los neutrones en el aacutetomo no tienen carga pero los pro-
tones tienen carga positiva y los electrones negativa En condiciones
normales los cuerpos son eleacutectricamente neutros pues sus aacutetomos po-
seen igual cantidad de protones y electrones Pero si por alguna razoacuten
un cuerpo adquiere electrones en exceso se cargaraacute negativamente Por
el contrario si tiene un defecto de electrones entonces predominaraacute la
carga positiva de los protones y el cuerpo tendraacute una carga positiva La
experiencia nos dice que los cuerpos cargados que poseen igual carga
se repelen y los de carga diferente se atraen
Finalmente ademaacutes de poseer extensioacuten masa y propiedades eleacutec-
tricas las sustancias tambieacuten poseen propiedades magneacuteticas Cada
electroacuten atesora un magnetismo intriacutenseco o momento magneacutetico cuyo
valor se representa por el momento magneacutetico de spin (μs) y se com-
porta como un imaacuten en miniatura Protones y neutrones tambieacuten poseen
un magnetismo intriacutenseco pero menos intenso que el de los electrones
Cuando los electrones pasan a formar parte de un aacutetomo especiacutefico
pueden o no comunicarle propiedades magneacuteticas en dependencia de su
cantidad y su pareamiento La razoacuten es que tienden a ubicarse en la
envoltura atoacutemica por pares con la polaridad opuesta anulando mu-
tuamente su magnetismo de la misma forma que dos imanes largos y
estrechos tienden a cancelarlo al pegarse por sus polos opuestos Si
todos los electrones estaacuten pareados el magnetismo total se cancelaraacute
Una contribucioacuten adicional de los electrones al magnetismo atoacutemico
resulta del momento magneacutetico orbital (μL) originado por la interac-
cioacuten de los electrones con el nuacutecleo atoacutemico (figura 23) El momento
magneacutetico atoacutemico (a) recoge las contribuciones de los momentos
magneacuteticos orbitales y de spin de todos los electrones del aacutetomo
Figura 23 Representacioacuten claacutesica del
momento magneacutetico de spin μs y el
momento magneacutetico orbital μL asocia-
dos a un electroacuten
Cuando la suma de las contribuciones de todos los electrones se anu-
la se obtiene un aacutetomo diamagneacutetico (μa = 0) que esencialmente no
posee propiedades magneacuteticas intriacutensecas aunque puede ser repelido
deacutebilmente por un campo magneacutetico externo como se veraacute en la sec-
cioacuten siguiente Las sustancias formadas por aacutetomos de este tipo son
sustancias o materiales diamagneacuteticos
En los aacutetomos paramagneacuteticos la suma de contribuciones produce un
momento magneacutetico no nulo (μa ne 0) y cada aacutetomo se comporta como
un imaacuten microscoacutepico Cuando esos aacutetomos se unen dan origen a los
materiales paramagneacuteticos
35
En adicioacuten existen aacutetomos paramagneacuteticos un tanto especiales que
se organizan de forma espontaacutenea para formar soacutelidos con propiedades
magneacuteticas mucho maacutes intensas que los paramagneacuteticos convenciona-
les estos soacutelidos se denominan ferromagneacuteticos y se describen en las
secciones siguientes
Diamagnetismo
Son diamagneacuteticos algunos metales como el cobre y el bismuto los
gases inertes como el helio el argoacuten y el neoacuten el hidroacutegeno molecular
la sal de mesa el agua y muchos otros compuestos orgaacutenicos e inorgaacute-
nicos Sin embargo a pesar de que el momento magneacutetico de los aacuteto-
mos de las sustancias diamagneacuteticas es nulo estas sustancias son capa-
ces de interaccionar con los campos magneacuteticos externos por la razoacuten
siguiente
Cuando un campo magneacutetico externo actuacutea sobre un material dia-
magneacutetico en los aacutetomos que lo componen aparecen dipolos magneacuteti-
cos inducidos similares a pequentildeos imanes pero de sentido contrario al
del campo externo aplicado Surgen fuerzas de repulsioacuten muy deacutebiles y
la sustancia diamagneacutetica es repelida hacia la regioacuten donde el campo
magneacutetico es menos intenso Esta propiedad es independiente de si el
campo externo tiene polaridad norte o polaridad sur
La interaccioacuten diamagneacutetica es muy pequentildea Solo es detectable
cuando se aplican campos magneacuteticos muy intensos y no es necesario
tomarla en cuenta en aplicaciones de intereacutes praacutectico cuando hay pre-
sentes efectos magneacuteticos adicionales como los paramagneacuteticos o fe-
rromagneacuteticos
Paramagnetismo
Son paramagneacuteticos algunos gases como el nitroacutegeno y oxiacutegeno mole-
culares metales como el aluminio el wolframio y el platino y muchas
sales y otros compuestos Al acercarse una sustancia paramagneacutetica a
un campo magneacutetico cada aacutetomo interacciona por separado con el
campo y su momento magneacutetico tiende a orientarse en la direccioacuten del
campo externo o se orienta realmente si la sustancia es un gas o un
liacutequido poco viscoso Conjuntamente surgen fuerzas de atraccioacuten tal y
como ocurre con los polos opuestos de dos imanes convencionales y la
sustancia es atraiacuteda deacutebilmente como un todo hacia la regioacuten donde el
campo es maacutes intenso (hacia donde estaacuten maacutes unidas las liacuteneas de in-
duccioacuten magneacutetica)
En la figura 24 una barra imantada ilustra lo dicho anteriormente
Las liacuteneas de induccioacuten salen de un extremo y se curvan para llegar al
otro formando rizos o bucles cerrados con una parte dentro del imaacuten y
la otra fuera El campo magneacutetico es maacutes intenso en los extremos de la
barra donde las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica estaacuten maacutes unidas en los
costados donde estaacuten separadas el campo magneacutetico es maacutes deacutebil
Figura 24 Las sustancias paramagneacuteticas son atraiacutedas
hacia donde el campo es maacutes intenso (liacuteneas de induccioacuten
magneacutetica maacutes unidas) Las diamagneacuteticas son repelidas
Este comportamiento no depende de si el polo es norte o
sur
Magnetismo macroscoacutepico No es posible separar los polos magneacuteticos Cualquier intento de dividir
un imaacuten permanente da origen a otros imanes con sus correspondientes
polos positivo y negativo aunque la divisioacuten se repita hasta alcanzar un
tamantildeo microscoacutepico y llegar al nivel atoacutemico (figura 25) Significa
que no existe una carga o monopolo magneacutetico anaacutelogo a la carga eleacutec-
trica que seraacute analizada en el capiacutetulo siguiente
La intensidad del campo magneacutetico en el vaciacuteo se designa usual-
mente por H o por la induccioacuten magneacutetica B Cuando se designa por
37
H su magnitud en el Sistema Internacional de Unidades se mide en
amperemetro (Am) Cuando se designa por B se mide en tesla (T) En
otros sistemas de unidades ya en desuso se utilizaban el Oersted (Oe)
y el Gauss (G) con ese fin Maacutes detalles sobre el Sistema Internacional
de Unidades aparecen en el apeacutendice al final del capiacutetulo
Figura 25 Dipolo magneacutetico
En el vaciacuteo B y H se relacionan por la expresioacuten B = oH donde o
es una constante denominada permeabilidad del vaciacuteo En cualquier
otro medio B y H se relacionan seguacuten B = o(H + M) donde H es el
campo externo al medio y M la magnetizacioacuten originada por la contri-
bucioacuten de los momentos magneacuteticos internos de la sustancia en cues-
tioacuten
Otros paraacutemetros magneacuteticos son la permeabilidad relativa r y la
susceptibilidad magneacutetica m relacionada con r por la expresioacuten m =
r ndash1 Para los paramagneacuteticos m es positiva mientras que para los
diamagneacuteticos es negativa En la tabla 21 aparecen los valores de algu-
nas sustancias Los valores negativos indican que tanto el cobre como
el agua son diamagneacuteticos
TABLA 21
Susceptibilidad magneacutetica de algunas sustancias
Sustancia m (adimensional)
Cobre - 098 x 10-5
Magnesio 12 x 10-5
Oxiacutegeno (1 atm) 1935 x 10-8
Agua - 056 x 10-6
38
Las ceacutelulas y los tejidos no obstruyen apreciablemente el paso del
campo magneacutetico De ahiacute que cuando se aplica uno de estos campos a
una planta animal o persona aunque sea de muy baja intensidad siem-
pre podraacute interactuar en mayor o menor grado con todas las moleacuteculas
aacutetomos e iones del sujeto en cuestioacuten La interaccioacuten seraacute mucho menos
importante con los aacutetomos e iones diamagneacuteticos que con los paramag-
neacuteticos y por regla general esta uacuteltima es la interaccioacuten que se debe
considerar junto a la ferromagneacutetica Las cargas en movimiento dentro
del organismo que crean corrientes eleacutectricas de intensidad detectable
tambieacuten pueden interaccionar con los campos magneacuteticos Si los cam-
pos magneacuteticos son muy intensos su interaccioacuten con las ceacutelulas y los
tejidos puede causar perjuicios en el organismo como se veraacute maacutes ade-
lante
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Mediante la magnetizacioacuten y desmagnetizacioacuten sucesiva de sustancias
paramagneacuteticas se han obtenido las temperaturas maacutes lsquofriacuteasrsquo posibles
Desarrollado por primera vez en 1937 por el quiacutemico William Giauque
el meacutetodo utiliza un campo externo para alinear los momentos magneacuteti-
cos de los aacutetomos de la sustancia utilizada para enfriar usualmente una
sal paramagneacutetica en disolucioacuten La disolucioacuten se sumerge en un bantildeo
de helio liacutequido (- 2689 degC) que la enfriacutea y a la vez sirve de conduc-
tor del calor
La sal logra enfriarse conjuntamente con sus alrededores porque pa-
ra lograr alinearse cuando se aplica un campo externo los momentos
magneacuteticos de los aacutetomos que la componen necesitan ceder calor El
helio liacutequido traslada ese calor al exterior Cuando se eliminan a la vez
la conduccioacuten del calor (aislando el sistema) y el campo magneacutetico
externo los momentos magneacuteticos adoptan nuevamente una orientacioacuten
desordenada absorben calor y reducen la temperatura de la sal y sus
alrededores El proceso se repite ciacuteclicamente para lograr la mayor dis-
minucioacuten posible de la temperatura
Con este proceso se han alcanzado temperaturas muy cercanas al ce-
ro de la escala absoluta de Kelvin (hasta 0002 K) La temperatura del
hielo fundente (cero grados de la escala Celsius) equivale a 27315 K
El cero de la escala Kelvin se conoce como cero absoluto
De seguro el lector ya se habraacute preguntado iquestpor queacute algunas sustan-
cias tienen un magnetismo mucho maacutes fuerte que las demaacutes iquestPor queacute
algunas se magnetizan permanentemente formando imanes y otras no
La respuesta estaacute en que como se dijo antes dentro de las sustancias
formadas por aacutetomos paramagneacuteticos existe un grupo especial que tiene
propiedades magneacuteticas muy acentuadas las sustancias ferromagneacuteti-
cas
Ferromagnetismo
Ciertos soacutelidos metaacutelicos como el hierro el niacutequel el cobalto y muchas
de sus aleaciones son ferromagneacuteticos Estos materiales son atraiacutedos
fuertemente por el imaacuten con una intensidad miles de veces mayor que
los materiales paramagneacuteticos Algunos de ellos tienen la propiedad de
que pueden ser magnetizados permanentemente mediante un proceso
conocido por magnetizacioacuten teacutecnica que consiste en someter el mate-
rial a la accioacuten de un campo magneacutetico externo de gran intensidad
generado por un electroimaacuten (ver figura 211)
En adicioacuten a los metales y aleaciones tambieacuten existen oacutexidos y ce-
raacutemicas que poseen propiedades magneacuteticas notables La magnetita
Fe3O4 es una de estas sustancias asiacute como otros oacutexidos sinteacuteticos de
parecida estructura cristalina donde parte de los aacutetomos de hierro se
sustituyen con manganeso niacutequel cobalto zinc litio o sus mezclas
Los oacutexidos poseen un magnetismo un tanto diferente al anterior desde
el punto de vista microscoacutepico y se les llama ferrimagneacuteticos aunque
no existen diferencias esenciales en su comportamiento macroscoacutepico
La mayor diferencia es que los metales y aleaciones son buenos con-
ductores de la electricidad pero los ferrimagneacuteticos la conducen muy
mal son aislantes de la corriente eleacutectrica Sus propiedades magneacuteticas
aunque intensas no llegan a ser tan notables como en los ferromagneacuteti-
cos pero por otra parte su alta resistividad las hace insustituibles en
muchas aplicaciones Por ejemplo en dispositivos para radio y televi-
sioacuten donde los metales ferromagneacuteticos dan origen a grandes peacuterdidas
de energiacutea por disipacioacuten de calor
La intensa actividad magneacutetica de los materiales ferro y ferrimagneacute-
ticos se debe a que los aacutetomos de estas sustancias interaccionan espon-
taacuteneamente unos con otros Esa interaccioacuten hace que sus momentos
magneacuteticos se ordenen en conglomerados de tamantildeo microscoacutepico
llamados dominios magneacuteticos Todos los momentos magneacuteticos atoacute-
micos dentro de un determinado dominio apuntan en la misma
40
direccioacuten por lo que cada dominio se comporta como un dipolo magneacute-
tico de intensidad miles de veces mayor que la de un solo momento
magneacutetico de valor a
Es posible caracterizar el efecto magneacutetico mediante la magnetiza-
cioacuten M nuacutemero de momentos magneacuteticos atoacutemicos por unidad de vo-
lumen en el material considerado Si se utiliza el siacutembolo para indicar
la suma de todos los momentos magneacuteticos atoacutemicos a
en un volumen
V determinado entonces a
V
M La pequentildea flecha sobre μa indica
que al sumar hay que tomar en cuenta las diferentes direcciones hacia
donde estaacuten orientados los momentos magneacuteticos (son magnitudes vec-
toriales a diferencia de las escalares como la masa o la temperatura
que simplemente se suman) En el Sistema Internacional de Unidades
M se mide en las mismas unidades de H amperemetro (Am)
Dentro de cada dominio donde todos los momentos magneacuteticos
atoacutemicos estaacuten orientados en la misma direccioacuten M tiene el mayor
valor posible que puede alcanzar M = Ms (magnetizacioacuten de satura-
cioacuten) Sin embargo no todos los dominios magneacuteticos del material
estaacuten orientados en la misma direccioacuten A causa de la agitacioacuten teacutermica
siempre presente cada dominio estaraacute orientado en una direccioacuten dife-
rente a la de los restantes (figura 26) Si se considera el volumen de
todo el material y se suman los momentos magneacuteticos de todos los do-
minios microscoacutepicos aquellos orientados en sentido contrario se can-
celaraacuten El efecto que se obtiene al nivel macroscoacutepico es el de un ma-
terial sin magnetizacioacuten (M = 0)
En resumen en un material ferromagneacutetico no magnetizado previa-
mente dentro de cada dominio microscoacutepico la magnetizacioacuten tiene un
valor Ms pero en el promedio macroscoacutepico para todo el material M =
0
Para orientar todos los dominios en una misma direccioacuten es necesa-
rio aplicar un campo externo H asiacute es posible lograr que las fronteras
entre los dominios (las paredes de dominio) se desplacen de sus posi-
ciones de equilibrio Mediante ese mecanismo los dominios orientados
en la direccioacuten favorable paralela a H aumentan de tamantildeo a costa de
los dominios vecinos Aparece entonces una magnetizacioacuten macroscoacute-
pica resultante M ne 0 en la direccioacuten del campo aplicado y una fuerza F
de atraccioacuten notable sobre el material dirigida hacia el origen del cam-
po externo (figura 26) Si H es bastante intenso llega un momento en
que todos los momentos magneacuteticos apuntan en la misma direccioacuten y el
material queda totalmente magnetizado (o saturado) en lo macroscoacutepi-
co
Figura 26 Aplicacioacuten de un campo externo H sobre un
material ferromagneacutetico Aparece una fuerza F de
atraccioacuten hacia el origen del campo Si hay condiciones
adecuadas al retirar el campo externo el material queda
magnetizado en forma permanente
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Seguacuten su comportamiento en presencia del campo externo H los mate-
riales ferro y ferrimagneacuteticos tanto metaacutelicos como ceraacutemicos se divi-
den en duros y blandos En los materiales lsquodurosrsquo es necesario aplicar
un campo intenso para magnetizar el material Estos materiales se usan
para construir imanes artificiales pues son capaces de retener una parte
importante de la magnetizacioacuten despueacutes de que se retira el campo apli-
cado En los materiales lsquoblandosrsquo el campo necesario para magnetizar
el material es muy pequentildeo De aquiacute que estos materiales se utilicen
para fabricar dispositivos eleacutectricos y electroacutenicos que van a ser some-
tidos a un reacutegimen de campo variable (transformadores inductores y
nuacutecleos de electroimanes) donde la retencioacuten de la magnetizacioacuten o
remanencia es indeseable
Tanto los materiales duros como los blandos presentan el fenoacutemeno
de histeacuteresis que consiste en el retraso de la magnetizacioacuten M respecto
al campo aplicado H Si se grafican los diferentes valores que M va
tomando cuando H primero aumenta y despueacutes disminuye hasta inver-
tir su sentido se obtiene una curva cerrada caracteriacutestica llamada lazo
de histeacuteresis (figura 27) En vez de la magnetizacioacuten M tambieacuten es
usual emplear la induccioacuten magneacutetica B = μo (H + M) para caracterizar
el lazo En la figura 27 un valor negativo de H indica que se invirtioacute su
sentido Para H = 0 la magnetizacioacuten no se anula sino que toma el va-
lor Mr = Bro (magnetizacioacuten remanente) Para lograr anular la magne-
tizacioacuten del material es necesario aplicar un campo contrario de inten-
sidad Hc denominado fuerza coercitiva
El aacuterea encerrada por el lazo de histeacuteresis es proporcional a la ener-
giacutea que hay que gastar para magnetizar el material En un nuacutecleo some-
tido a una corriente alterna de alta frecuencia como ocurre en los cir-
cuitos de radio y TV el campo magneacutetico se invierte continuamente
miles o millones de veces por segundo si el aacuterea del lazo no es muy
pequentildea las peacuterdidas de energiacutea seraacuten prohibitivas Por el contrario un
material disentildeado para aplicarse como imaacuten permanente usualmente
requiere de un lazo de histeacuteresis con la mayor aacuterea posible pues una
cifra de meacuterito para esta aplicacioacuten es el maacuteximo valor del producto BH
en el cuadrante superior izquierdo del lazo de histeacuteresis (fig 27)
El producto (BH)maacutex mide la energiacutea magneacutetica almacenada en el
imaacuten a mayor energiacutea mayor poder de atraccioacuten para un mismo volu-
men de material magneacutetico Un gran (BH)maacutex requiere a su vez grandes
valores de Mr y Hc Mientras mayores sean Mr y Hc tambieacuten lo seraacute el
aacuterea encerrada por el lazo
En la tabla 22 aparece la permeabilidad de algunas aleaciones y
compuestos ceraacutemicos ferro y ferrimagneacuteticos blandos Los valores son
miles de veces superiores a los de las sustancias paramagneacuteticas En la
tabla 23 se muestran algunos valores tiacutepicos de la fuerza coercitiva Hc
en kiloamperemetro (kAm) y la remanencia Mr en tesla (T) pertene-
cientes a aleaciones y compuestos utilizados en la fabricacioacuten de ima-
nes permanentes Tambieacuten aparece el producto (BH)maacutex en
43
kilojoulemetro cuacutebico (kJm3) 1 kJ = 103 J Las propiedades de las
diferentes aleaciones que se muestran en las tablas pueden variar nota-
blemente de uno a otro fabricante
Figura 27 Lazo de histeacuteresis induccioacuten magneacutetica B en
funcioacuten de la intensidad de campo aplicada H Br es la
induccioacuten remanente y Hc la fuerza coercitiva La curva
punteada es la curva virgen de magnetizacioacuten o curva de
induccioacuten normal soacutelo se obtiene cuando el material se
magnetiza por primera vez
TABLA 22 Propiedades magneacuteticas de materiales blandos
Material maacutexima
Ferrita de Ni 2 500
Fe 5 500
Fe 96 ndash Si 4 8 000
Ferrita de Mn 10 000
Fe 55 ndash Ni 45 50 000
44
Tabla 23 Propiedades de histeacuteresis de algunos materiales para
imanes permanentes
Material Hc(kAm) Mr(T) (BH)maacutex (kJm3)
Ferrita de estroncio 100-300 02-04 10-40
Alnico 275 06-14 10-88
SmCo5 600-2000 08-11 120-200
Nd2Fe14B 750-2000 10-14 200-440
Temperatura de Curie
Cuando los materiales ferro y ferrimagneacuteticos se calientan y su tempe-
ratura aumenta Ms disminuye a causa de la agitacioacuten teacutermica y las pro-
piedades magneacuteticas se reducen Por encima de cierta temperatura co-
nocida como temperatura o punto de Curie la estructura de dominios
desaparece y Ms se hace igual a cero Esta temperatura caracteriacutestica
de cada material se llama asiacute en honor del fiacutesico franceacutes Pierre Curie
que descubrioacute el fenoacutemeno en 1895 El punto de Curie del hierro metaacute-
lico es de unos 770 C En los ferrimagneacuteticos esta temperatura se de-
nomina temperatura de Neacuteel por el trabajo destacado de Louis Eugegravene
Neacuteel sobre las propiedades magneacuteticas de los soacutelidos
Si el material se enfriacutea nuevamente tras alcanzar la temperatura de
Curie recupera espontaacuteneamente la estructura microscoacutepica de domi-
nios pero queda totalmente desmagnetizado en lo macroscoacutepico Para
que recupere las propiedades magneacuteticas anteriores es necesario volver
a aplicar el proceso de magnetizacioacuten teacutecnica
Magnetismo en los organismos vivos
Existen microorganismos y animales superiores que han lsquoaprendidorsquo a
utilizar el magnetismo terrestre a su conveniencia Algunos prefieren
llamar al estudio de estos temas magnetobiologiacutea otros los denominan
45
biomagnetismo Se ha encontrado magnetita formando parte del orga-
nismo de diversos animales bacterias anguilas palomas y delfines
entre otros Se presume que estos animales utilizan el campo magneacutetico
de la tierra como una especie de bruacutejula interna que les sirve de orienta-
cioacuten para desplazarse en su medio ambiente aunque esto auacuten no ha sido
comprobado en la mayoriacutea de los casos
Un organismo donde se ha comprobado sin lugar a dudas la capaci-
dad de orientarse en la direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
es el Aquaspirillum magnetotacticum o bacteria magnetotaacutectica descu-
bierta en 1975 por Richard P Blakemore Este investigador encontroacute
que algunas de las bacterias que eacutel observaba al microscopio siempre se
moviacutean hacia el mismo lado del portamuestras cuando acercaba un
imaacuten y comproboacute que invariablemente se dirigiacutean hacia el polo norte
Las bacterias muertas tambieacuten se alineaban paralelas a las liacuteneas de
induccioacuten del campo magneacutetico pero desde luego no se trasladaban al
igual que las vivas
Estas bacterias son capaces de orientarse y viajar a lo largo de las liacute-
neas de induccioacuten porque producen pequentildeas partiacuteculas o magnetoso-
mas compuestos esencialmente de magnetita cada partiacutecula es un pe-
quentildeo imaacuten permanente con sus polos norte y sur Las bacterias se las
arreglan para ordenar estos pequentildeos imanes en una liacutenea y asiacute cons-
truir un imaacuten mucho maacutes largo y potente Utilizan ese imaacuten compuesto
para alinearse a lo largo de las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacuteti-
co de la tierra
En la figura 28 se muestra una bacteria magnetotaacutectica con las hile-
ras de magnetosomas en su interior La seccioacuten ampliada muestra una
de las hileras Las manchas difusas inferiores de mucho mayor tamantildeo
son graacutenulos de azufre
Figura 28 Bacterias magnetotaacutecticas y magnetosomas
Tomado de Magnetite in Freshwater Magnetic Bacteria
Science 203 1355-1357 (1979)
46
iquestPara queacute necesitan una bruacutejula estos microorganismos Estas bac-
terias prefieren vivir lejos de las aacutereas oxigenadas en regiones donde
hay poco o ninguacuten oxiacutegeno son anaeroacutebicas En un medio acuoso el
nivel de oxiacutegeno decrece a medida que se avanza en profundidad y las
bacterias magnetotaacutecticas utilizan sus bruacutejulas internas para conocer
doacutende se encuentra lo maacutes profundo
Las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica son paralelas a la superficie de la
tierra solo en el ecuador en la medida que nos alejamos de alliacute las
liacuteneas de induccioacuten se inclinan hacia la tierra hasta llegar a ser perpen-
diculares en los polos En el hemisferio sur salen de la tierra formando
un aacutengulo y en el hemisferio norte entran en la tierra de manera que
las bacterias que viven en el hemisferio norte al orientarse hacia el
norte van efectivamente hacia lo maacutes profundo Y como era de espe-
rar se comproboacute que las bacterias del hemisferio sur en vez de seguir
el norte se orientan al sur En el ecuador se encuentra una mezcla de
bacterias tipo lsquonortersquo y tipo lsquosurrsquo En experimentos realizados en el
laboratorio la inversioacuten artificial de los campos norte y sur llevoacute a una
inversioacuten de la polaridad de las bacterias en un teacutermino de 8 semanas
Otros ejemplos
Se ha descubierto que las abejas poseen material magneacutetico en la parte
anterior del abdomen el magnetismo parece desarrollarse en el estado
de crisaacutelida y persiste luego en los adultos Tambieacuten existe material
magneacutetico en la anguila particularmente en los huesos del craacuteneo de la
columna vertebral y la faja pectoral En la cabeza y el cuello de las
palomas mensajeras se ha encontrado material ferromagneacutetico en es-
tructuras visibles a simple vista (05 - 2 mm) entre la membrana que
cubre el sistema nervioso central (duramadre) y el craacuteneo Cuando el
material se observa al microscopio electroacutenico aparece una sustancia
opaca de aproximadamente 01 microacutemetros de espesor constituida por
cristales negros de magnetita Tambieacuten se ha encontrado magnetita en
mamiacuteferos especialmente en el delfiacuten comuacuten del Paciacutefico (Delphinus
delphis) aunque esta sustancia magneacutetica se ha localizado en muchas
partes de la cabeza la regioacuten de mayor concentracioacuten se encuentra unos
2 cm detraacutes de la cresta formada por la sutura de las partes occipitales
parietales y frontales en la parte izquierda de la hoz cerebral entre el
craacuteneo y la duramadre
47
Los tiburones poseen un complejo sistema de deteccioacuten electromag-
neacutetico disperso en su cabeza (aacutempulas electrorreceptoras de Lorenzini)
Las aacutempulas estaacuten unidas por canales conductores gelatinosos Cuando
el tiburoacuten avanza con una cierta velocidad va atravesando las compo-
nentes horizontales del campo magneacutetico terrestre Esto crea una dife-
rencia de potencial eleacutectrico en las aacutempulas Como la piel del tiburoacuten
tiene una resistividad muy alta no aparece una diferencia de potencial
detectable entre la superficie ventral y dorsal del animal Sin embargo
la alta conductividad de los canales siacute ocasiona una diferencia de poten-
cial notable en las aacutempulas (A Kalmijn IEEE Trans Magn 17 1113
1981) El umbral de deteccioacuten del campo eleacutectrico por las aacutempulas se
considera cercano a los 2 μVm (iexcleste es el valor del campo que se ob-
tendriacutea con una bateriacutea corriente si los bornes estuvieran separados a
750 km) Una sensibilidad tan extraordinaria sugiere que la magneto-
rrecepcioacuten mediante la induccioacuten magneacutetica es perfectamente posible
Es decir el tiburoacuten utilizariacutea la deteccioacuten del voltaje inducido para de-
terminar su posicioacuten relativa a las liacuteneas de induccioacuten del campo mag-
neacutetico terrestre
Cada antildeo miles de ballenas y delfines quedan varados vivos o
muertos en las playas de todo el mundo Lo mismo puede encallar un
solo animal que toda una manada Algunos de estos animales son viejos
y enfermos pero tambieacuten hay muchos joacutevenes y fuertes A pesar de que
los encallamientos ocurren con frecuencia no siempre se ha podido
encontrar una explicacioacuten razonable de este comportamiento Algunos
de estos sucesos son faacuteciles de explicar los animales mueren en el mar
y las corrientes los llevan hasta la playa Pero cuando los animales que
quedan varados estaacuten vivos es mucho maacutes difiacutecil encontrar una explica-
cioacuten Una de las muchas teoriacuteas que existen es que el encallamiento
ocurre donde las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico terrestre
cruzan la liacutenea de la costa razoacuten por la cual los animales pierden su
orientacioacuten
Se han llevado a cabo gran cantidad de experimentos para verificar
el sentido de orientacioacuten magneacutetica de muchos animales sometieacutendolos
a la accioacuten de campos magneacuteticos y estudiando su comportamiento bajo
diferentes condiciones los experimentos preferidos son con palomas
mensajeras aunque tambieacuten se experimenta con insectos peces hellip y
hasta con personas Algunos experimentos proporcionan evidencia a
favor de un sistema de orientacioacuten fundamentado en el campo magneacuteti-
co de la tierra otros no
Figura 29 Orientacioacuten magneacutetica Posible explicacioacuten
del por queacute tantas ballenas y delfines quedan embarran-
cados en las playas (ver texto)
No obstante a pesar de los muacuteltiples experimentos auacuten no se ha po-
dido idear un posible mecanismo que explique coacutemo se logra la orien-
tacioacuten En las bacterias magnetotaacutecticas el mecanismo de orientacioacuten es
muy simple funciona incluso con la bacteria muerta En un organismo
maacutes complejo debiera existir alguna conexioacuten de la sustancia magneacutetica
con el sistema nervioso para poder explicar la conducta de orientacioacuten
observada pero tal conexioacuten auacuten no se ha encontrado Como conse-
cuencia aunque no es difiacutecil encontrar escritos que dan por sentado que
muchas aves se guiacutean en sus migraciones por una combinacioacuten visual y
magneacutetica muchos biofiacutesicos no creen que la sensibilidad al campo
magneacutetico de los animales superiores esteacute comprobada y el tema se
encuentra auacuten abierto a la investigacioacuten
Magnetizacioacuten teacutecnica Hasta 1821 solo se conociacutea el campo magneacutetico asociado a los imanes
permanentes En ese antildeo el cientiacutefico daneacutes Hans Christian Oersted
mientras mostraba a sus amigos el flujo de una corriente eleacutectrica en un
alambre notoacute que el paso de la corriente haciacutea que la aguja de una bruacute-
jula cercana se moviera El nuevo fenoacutemeno fue estudiado en detalle
con posterioridad por Andreacute-Marie Ampegravere quien fue el primero en
demostrar que dos alambres conductores paralelos por los que circula
una corriente continua en el mismo sentido se atraen a causa del campo
magneacutetico asociado a la corriente Si los sentidos de la corriente son
opuestos los alambres se repelen
La direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas al
alambre con corriente cumple la regla de la mano derecha si se orienta
el pulgar en el sentido de la corriente los restantes dedos de la mano
indican el sentido de giro de las liacuteneas de induccioacuten alrededor del alam-
bre (figura 210)
Figura 210 Experimento de Oersted La bruacutejula tiende a orientarse parale-
la a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas a la corriente Las liacuteneas
de induccioacuten forman circunferencias conceacutentricas alrededor del alambre en
toda su longitud
Un enrollado de alambre conductor con muchas vueltas en paralelo
actuacutea como un electroimaacuten cuando se le hace pasar una corriente eleacutec-
trica Sus propiedades magneacuteticas son ideacutenticas a las de un imaacuten per-
manente (figura 211) El clavo de hierro en la figura actuacutea como un
nuacutecleo ferromagneacutetico que refuerza notablemente las propiedades del
electroimaacuten por la contribucioacuten de la magnetizacioacuten M del material
Mediante los electroimanes es posible generar campos magneacuteticos
de gran intensidad Aplicando esos campos a una sustancia ferromagneacute-
tica ldquodurardquo es posible fabricar imanes permanentes artificiales
La tecnologiacutea de construccioacuten de los imanes artificiales ya tiene maacutes
de 100 antildeos y ha posibilitado obtener imanes cada vez maacutes pequentildeos
con campos magneacuteticos cada vez maacutes intensos Los imanes sinteacuteticos
actuales poseen muchiacutesima maacutes energiacutea y poder de atraccioacuten que la
magnetita natural (figura 212)
Figura 211 A Electroimaacuten de construccioacuten casera con un
nuacutecleo de hierro (clavo) B Electroimaacuten industrial de gran
potencia
Figura 212 Efectos sorprendentes obtenidos con superimanes sinteacuteticos mo-
dernos de neodimio-hierro-boro
Grabacioacuten magneacutetica La singular propiedad que poseen los materiales duros de conservar la
magnetizacioacuten permite utilizarlos como elementos de memoria o alma-
cenamiento de datos El primer instrumento de registro y lectura mag-
neacutetica el telegraacutefono fue inventado en 1898 por el ingeniero daneacutes
Valdemar Poulsen Como sistema grabador utilizaba una cinta de acero
y un pequentildeo electroimaacuten o cabezal en forma de herradura Mediante
un circuito eleacutectrico lograba convertir las sentildeales sonoras en impulsos
magneacuteticos Los impulsos orientaban en forma codificada los dominios
magneacuteticos de la cinta mientras se deslizaba sobre los polos del electro-
imaacuten movida por un sistema mecaacutenico auxiliar Posteriormente se
podiacutea reproducir el sonido haciendo pasar la cinta sobre los polos de
otro electroimaacuten que haciacutea las veces de lector o reproductor La cinta
en movimiento previamente magnetizada induciacutea en la bobina del
electroimaacuten una pequentildea diferencia de potencial eleacutectrico Esa sentildeal
podiacutea ser amplificada y convertida de nuevo en sonido mediante otro
circuito electroacutenico que decodifica la grabacioacuten magneacutetica
Uno de los soportes que llegoacute a ser muy popular para grabar cintas
de audio y video ya obsoleto fue el casete compacto con cinta de dos o
cuatro pistas Estas cintas se construiacutean utilizando alguacuten material mag-
neacutetico finamente pulverizado (usualmente oacutexidos de hierro o cromo)
disperso en un material plaacutestico suficientemente flexible y resistente El
cabezal de grabacioacuten era un electroimaacuten muy pequentildeo de varios miliacute-
metros de longitud y con los polos muy proacuteximos separados solamente
por fracciones de miliacutemetro Para lsquoborrarrsquo la cinta se haciacutea pasar una
corriente alterna por el electroimaacuten El campo variable que genera esta
corriente desordena totalmente los dominios magneacuteticos en la cinta y el
sistema queda listo para grabar nuevamente Sistemas similares de gra-
bacioacuten y lectura magneacutetica se utilizan actualmente en tarjetas de creacutedi-
to de teleacutefonos de identificacioacuten o en boletos y tickets de uso muacuteltiple
del metro y de los autobuses urbanos en algunos paiacuteses
En el denominado disco duro (HDD) de las computadoras la graba-
cioacuten magneacutetica se lleva a cabo sobre una peliacutecula metaacutelica muy delgada
mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco (un pe-
quentildeo electroimaacuten que cambia la orientacioacuten magneacutetica de los domi-
nios magneacuteticos o una magnetorresistencia lectora figura 213)
52
En los primeros disquetes o discos flexibles de 3frac12 pulgadas ya
tambieacuten desplazados por las memorias USB (Universal Serial Bus) la
grabacioacuten se hace sobre micropartiacuteculas de oacutexido magneacutetico dispersas
en un plaacutestico semirriacutegido al igual que en las tarjetas de creacutedito o de
identificacioacuten Si un disquete una cinta o una tarjeta magneacutetica se acer-
can por descuido a un imaacuten permanente o a un electroimaacuten la informa-
cioacuten grabada en forma codificada en los dominios magneacuteticos puede
que se destruya de forma irreversible aunque macroscoacutepicamente el
disquete o la cinta no muestren el menor dantildeo fiacutesico
El campo asociado a las sustancias magneacuteticas puede ser afectado
por factores como la temperatura los campos externos intensos los
choques tensiones vibraciones radiaciones y el tiempo transcurrido
Los primeros imanes sinteacuteticos tendiacutean a desmagnetizarse muy faacutecil-
mente los actuales conservan casi invariables sus propiedades magneacute-
ticas a temperatura ambiente con el paso del tiempo Los imanes mo-
dernos tampoco son afectados sensiblemente por los demaacutes factores
mencionados excepto en casos extremos
Figura 213 Figura 02-13 Disco duro (HDD) Los maacutes re-
cientes poseen 4 o maacutes brazos moacuteviles Tomado de
httpwwwtaringanetpostsinfo2392240Ensamblaje-de-
pchtml
53
Apeacutendice SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Es posible considerar el inicio de lo que hoy se conoce como Sistema
Internacional de Unidades (SI) a partir de la implantacioacuten en Francia
del Sistema Meacutetrico Decimal (SMD) a finales de los 1700 Poco des-
pueacutes de la implantacioacuten del SMD se elaboraron dos patrones de platino
iridio el metro y el kilogramo que fueron registrados de forma oficial
en ese paiacutes a mediados de 1799 (figuras 214 y 215)
El kilogramo patroacuten auacuten se mantiene La definicioacuten del metro se ha
modificado varias veces a lo largo de los antildeos con el fin de disminuir
cada vez maacutes la incertidumbre en las comparaciones con los patrones
secundarios de otros paiacuteses La 17a Conferencia General de la Oficina
Internacional de Pesos y Medidas (BIPM en el idioma original Bureau
International des Poids et Mesures) adoptoacute el acuerdo de que a partir
de 1983 el metro se definiera como la distancia que recorre la luz en el
vaciacuteo durante un intervalo de 1299 792 458 de segundo
Las obligaciones del BIPM incluyen la actualizacioacuten de un sistema
global de unidades para que exista unicidad en la presentacioacuten de los
descubrimientos cientiacuteficos e innovaciones en la industria y en el co-
mercio internacional El Buroacute tambieacuten se encarga de promover la im-
portancia de la metrologiacutea para la ciencia la industria y la sociedad y
de velar por la calidad de los patrones primarios contra los que se com-
paran los patrones secundarios del resto del mundo
Con ese fin colabora con otras agencias internacionales coordina
eventos cientiacuteficos publica informes perioacutedicos proporciona servicios
para la correcta calibracioacuten de instrumentos y patrones realiza activi-
dades cientiacuteficas y teacutecnicas en sus propios laboratorios para beneficio
de los estados miembros y coordina el mejoramiento del Sistema Inter-
nacional de Unidades organizando conferencias generales
El primero de enero de 2015 el BIPM contaba con 55 estados
miembros y 41 asociados a las conferencias Entre los miembros per-
manentes 7 de ellos son latinoamericanos Argentina Brasil Chile
Colombia Meacutexico Uruguay y Venezuela Entre los asociados se en-
cuentran otros 7 Bolivia Costa Rica Cuba Ecuador Panamaacute Para-
guay y Peruacute Es usual que cada paiacutes cuente con su propia oficina de
pesas y medidas aunque hay paiacuteses donde la denominacioacuten es diferente
y se hace un eacutenfasis mayor en la metrologiacutea que en los patrones
Figura 214 Patrones secundarios del metro patroacuten prima-
rio (distancia entre dos marcas en la superficie de la ba-
rra)
Figura 215 Prototipo internacional del kilogramo
55
El Sistema Internacional de Unidades reconoce 7 magnitudes fun-
damentales definidas a partir del criterio operacional que consiste en
describir la forma en que se mide cada magnitud (tabla A1) Cualquier
otra magnitud es una magnitud derivada obtenida a partir de foacutermulas
o expresiones matemaacuteticas que reflejan alguna propiedad fiacutesica
TABLA A1
Magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de
Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
de la unidad Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eleacutectrica ampere A
Temperatura termodinaacutemica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
En la tabla A2 aparecen las unidades derivadas del Sistema Interna-
cional traducidas al castellano junto a su correcta denominacioacuten Note
que los nombres de las magnitudes se escriben con minuacutescula aunque
siguen la ortografiacutea del correspondiente apellido que le dio origen en el
idioma original ie no se castellanizan Con excepcioacuten del metro el
kilogramo el segundo el mol y la candela los siacutembolos se escriben con
mayuacutescula En adicioacuten se reconocen dos magnitudes y unidades su-
plementarias el aacutengulo plano (radiaacuten [rad]) y el aacutengulo soacutelido (esterra-
diaacuten [sr])
En muchos paiacuteses las normas que regulan las unidades de medida y
su terminologiacutea alcanzan la categoriacutea de ley En Cuba estaacuten definidas
por el Decreto-ley 92 de fecha 30 de diciembre de 1982 que tambieacuten
regula la equivalencia con las unidades de otros sistemas de medida
56
TABLA A2
Magnitudes derivadas del Sistema Internacional de Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
Relacioacuten con otras unidades
Frecuencia hertz Hz s-1
Fuerza newton N kgms2
Presioacuten pascal Pa Nm2
Energiacutea trabajo joule J Nm
Potencia watt W Js
Carga eleacutectrica coulomb C As
Potencial fuerza electro-
motriz volt V JC WA
Capacidad farad F CV
Resistencia eleacutectrica ohm Ω VA
Conductancia siemens S AV
Flujo magneacutetico weber Wb Vs
Induccioacuten magneacutetica tesla T Wbm2
Inductancia henry H WbA
Flujo luminoso lumen lm cdsr
Luminancia lux lx lmm2
Actividad radiactiva becquerel Bq Is
Dosis de radiacioacuten absor-
bida gray Gy Jkg
Dosis equivalente slevert Sv Jkg
57
BIBLIOGRAFIacuteA DEL APEacuteNDICE
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wwwineccgobmxpublicacionesdownloadsimexico1pdf
58
CAPIacuteTULO 3
CORRIENTE ELEacuteCTRICA
Carga eleacutectrica El rayo es la manifestacioacuten maacutes espectacular de los fenoacutemenos eleacutectri-
cos en la naturaleza pero no es ni mucho menos la uacutenica En los paiacuteses
de clima seco es bastante comuacuten que los objetos se electricen a causa
del rozamiento Ponerse o quitarse un abrigo afelpado o sinteacutetico en
invierno puede ser suficiente para lograr que el cuerpo adquiera una
cantidad apreciable de carga eleacutectrica Posteriormente al tocar cual-
quier objeto unido a tierra se puede originar una descarga brusca en el
punto de contacto que se manifiesta como una intensa vibracioacuten de
corta duracioacuten (el tiacutepico corrientazo)
En las regiones geograacuteficas de clima muy seco es comuacuten que la des-
carga vaya acompantildeada de emisioacuten de sonido e incluso de luz en forma
de chispas claramente visibles en la penumbra El fuego de San Telmo
es el nombre tradicional que se le da en Espantildea a una descarga eleacutectrica
luminosa que puede aparecer durante tormentas fuertes en objetos pro-
minentes suele verse en campanarios en los extremos de los maacutestiles y
de las alas de los aviones en la proa de los barcos y a veces cerca de
la cabeza de una persona o en las astas del ganado El nombre tiene su
origen en que los antiguos marinos del Mediterraacuteneo lo consideraban
una sentildeal enviada por su patroacuten San Telmo
La electrizacioacuten por frotamiento o triboelectricidad es conocida des-
de la antiguumledad De hecho el primer fenoacutemeno eleacutectrico artificial que
se observoacute fue la propiedad que presentan algunas sustancias como el
aacutembar que al ser frotadas con piel o lana son capaces de atraer objetos
pequentildeos El aacutembar es una resina foacutesil que en tiempos prehistoacutericos fue
exudada por diferentes aacuterboles coniacuteferos ahora extinguidos Suele ser
de color amarillo tostado Se encuentra en trozos redondeados e irregu-
lares en granos o en gotas es algo fraacutegil y emana un olor agradable
cuando se frota En la antiguumledad se obteniacutea en la costa sur del mar
Baacuteltico donde auacuten se sigue hallando Su nombre griego es electroacuten de
donde surgioacute el concepto electricidad
Una varilla de vidrio frotada con seda tambieacuten posee una capacidad
similar a la del aacutembar para atraer objetos no cargados Pero dos varillas
de vidrio frotadas con seda se repelen mientras que la misma varilla
atrae al aacutembar frotado con lana lo que indica la existencia de dos tipos
de electrizacioacuten o lsquocarga eleacutectricarsquo (Figura 31) Al vidrio frotado con
seda se le atribuyoacute arbitrariamente una carga positiva (+) mientras que
la carga del aacutembar frotado con lana es negativa (-)
Figura 31 Interaccioacuten entre cuerpos cargados Dos
varillas con carga de igual signo se repelen Si las cargas
son de signo opuesto se atraen
El franceacutes Charles Coulomb establecioacute las relaciones numeacutericas en-
tre los valores de las cargas y sus interacciones tanto de atraccioacuten como
de repulsioacuten En 1777 inventoacute la balanza de torsioacuten para medir las fuer-
zas de atraccioacutenrepulsioacuten cuantitativamente En la Figura 32 al girar
el cabezal de suspensioacuten es posible compensar las fuerzas eleacutectricas
gracias a la torsioacuten aplicada al hilo Los valores numeacutericos se obtienen
determinando el aacutengulo que el cabezal debe rotar para llevar las cargas
a su posicioacuten inicial
Con esta balanza Coulomb pudo establecer el principio que rige la
interaccioacuten entre las cargas eleacutectricas la ley de Coulomb Esta ley esta-
blece que la fuerza de interaccioacuten F entre dos cargas puntuales q1 y q2
(partiacuteculas de tamantildeo tan reducido que es posible no tomar en cuenta
sus dimensiones) es proporcional al producto de las cargas e inversa-
mente proporcional al cuadrado de la distancia r de separacioacuten En no-
tacioacuten matemaacutetica
q q1 2F α 2r
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga es el
coulomb (C) la distancia r estaacute en metros y la fuerza F se mide en new-
ton (N)
Este resultado es muy parecido al que se obtiene cuando se analiza
la interaccioacuten entre polos magneacuteticos Sin embargo existe una diferen-
cia fundamental las cargas positivas y negativas existen por separado
pero no es posible separar los polos magneacuteticos como se expresoacute en el
capiacutetulo 2
61
Figura 32 Balanza de torsioacuten
de Coulomb La partiacutecula de
carga q2 tiene un contrapeso
no cargado al otro lado de la
barra para equilibrar su masa
En su estado normal el nuacutemero de electrones en cualquier aacutetomo es
siempre igual al nuacutemero de protones de aquiacute que el aacutetomo en conjunto
es eleacutectricamente neutro Y cualquier cuerpo constituido por ellos tam-
bieacuten lo seraacute Sin embargo los cuerpos pueden adquirir electrones en
exceso o perderlos y entonces se cargan negativa o positivamente
Un cuerpo con exceso de electrones posee una carga neta negativa
mientras que si posee un defecto de electrones estaraacute cargado positiva-
mente Al frotar el vidrio con la seda los electrones que se encuentran
maacutes cercanos a la superficie son arrancados del vidrio pasando a la
seda y dejando atraacutes un defecto de carga negativa Ese defecto se tradu-
ce en el exceso de carga positiva que adquiere el vidrio por ese motivo
el vidrio y la seda adquieren la misma magnitud de carga pero de sen-
tido contrario el uno positiva y la otra negativa
Esta es una caracteriacutestica general del comportamiento de las cargas
en la naturaleza lo que aparece como carga positiva en un lugar siem-
pre debe aparecer como carga negativa en otro Dicho de otra forma la
suma de cargas positivas y negativas en cualquier sistema cerrado
siempre seraacute constante Esta ley universal se conoce como principio de
conservacioacuten de la carga La otra ley fundamental asociada a la cargas
eleacutectrica es su cuantificacioacuten la carga eleacutectrica estaacute cuantificada o
cuantizada Este principio reconoce el hecho de que cualquier carga es
siempre un muacuteltiplo entero de la carga del electroacuten y de que es imposi-
ble obtener una carga de menor valor Pero como la carga del electroacuten
es tan pequentildea (asymp 160 x 10-19 C) en los caacutelculos y aplicaciones ma-
croscoacutepicas siempre se puede considerar que la carga variacutea de manera
continua
El campo eleacutectrico iquestCoacutemo explicar la interaccioacuten a distancia entre cargas eleacutectricas sin
contacto directo similar a la interaccioacuten que tiene lugar entre los polos
magneacuteticos de los imanes La explicacioacuten es tambieacuten similar a la que
ofrece el magnetismo Se considera que las cargas eleacutectricas modifican
el espacio que las rodea creando un campo eleacutectrico capaz de interac-
cionar con otras cargas Mientras que el campo magneacutetico se representa
mediante liacuteneas de induccioacuten magneacutetica el campo eleacutectrico se repre-
senta mediante liacuteneas de fuerza que se dibujan en forma similar a las
liacuteneas de induccioacuten
62
El valor o intensidad de campo eleacutectrico se designa usualmente por
la letra E y en el Sistema Internacional de Unidades tiene dimensiones
de newtoncoulomb (NC) aunque muchas veces se prefiere utilizar el
equivalente voltmetro (Vm)
El campo eleacutectrico y el magneacutetico son esencialmente diferentes pe-
ro no son totalmente independientes como quedaraacute esclarecido maacutes
adelante Los campos eleacutectricos estaacuteticos interaccionan con las cargas
eleacutectricas y generan corrientes pero no interaccionan con los imanes
Los campos magneacuteticos asociados a las corrientes interaccionan con los
polos magneacuteticos de un imaacuten pero no lo hacen con las cargas eleacutectricas
en reposo Sin embargo siacute interaccionan con las cargas en movimiento
y con las corrientes eleacutectricas que no son maacutes que cargas en movimien-
to en el interior de los conductores Para la mejor comprensioacuten del lec-
tor en la tabla 31 se muestran estas propiedades de forma resumida
TABLA 31
Interaccioacuten de los campos estaacuteticos independientemente
de cual sea su origen
Campo electrostaacutetico Campo magnetostaacutetico
No interaccionan entre siacute pero siacute lo hacen con
Cargas eleacutectricas en reposo y en
movimiento
(pero no con los polos magneacuteti-
cos)
Cargas en movimiento (pero no en
reposo)
Corrientes eleacutectricas
Si hay corrientes hay campo eleacutec-
trico Polos magneacuteticos
Conductor y dieleacutectrico
Existen materiales donde los electrones se encuentran muy deacutebilmente
ligados a los aacutetomos de manera que pueden lsquosaltarrsquo sin dificultad de un
aacutetomo a otro y moverse con facilidad en el seno del material Se deno-
minan conductores En caso contrario cuando los electrones se encuen-
tran fuertemente ligados al aacutetomo y resulta difiacutecil lograr que se despla-
cen de un lado a otro tenemos un aislador o dieleacutectrico
63
Unos pocos materiales no son conductores pero tampoco no tan
buenos aislantes como los dieleacutectricos (por ejemplo el grafito y el sili-
cio) y se denominan semiconductores
Todos los metales como el oro la plata el aluminio y el cobre son
buenos conductores Tambieacuten lo son las sales fundidas y muchas diso-
luciones asiacute como los gases ionizados La madera seca el papel la
goma los plaacutesticos los gases inertes los aceites el maacutermol y el vidrio
son dieleacutectricos
La facilidad con que un determinado material puede o no transportar
las cargas eleacutectricas en su seno se mide por su conductividad designada
usualmente por la letra griega sigma () En el SI de unidades se mide
en siemensmetro (Sm) El inverso de la conductividad es la resistivi-
dad (letra griega rho) que mide justamente lo contrario la oposicioacuten
del material al paso de las cargas eleacutectricas Se mide en ohm-metro
(m) Una resistividad pequentildea indica una gran conductividad y vice-
versa en lenguaje matemaacutetico y son reciacuteprocos = 1
En un metal buen conductor de la electricidad es del orden de 2 x
10-8 m mientras que para un mal conductor como el vidrio puede
variar en dependencia del tipo de vidrio entre 1010 y 1014 m El sili-
cio un semiconductor tiene una resistividad de 640 Ωm Observe que
entre los valores extremos hay una diferencia de 22 oacuterdenes (es decir
un uno seguido de 22 ceros)
En el caso de los liacutequidos y gases la conductividad no es electroacutenica
sino ioacutenica Los portadores de carga no son los electrones sino aacutetomos
o moleacuteculas ionizados (aniones y cationes) con un exceso o defecto de
electrones (Figura 33)
Figura 33 Formacioacuten de aniones y cationes
64
Un ion se forma cuando un aacutetomo neutro o un grupo de aacutetomos gana
o pierde uno o maacutes electrones Un aacutetomo que pierde un electroacuten forma
un ion de carga positiva o catioacuten El que gana un electroacuten forma un ion
de carga negativa o anioacuten Al disolverse en agua la sal de mesa produ-
ce aniones de cloro y cationes de sodio en disolucioacuten El agua pura es
un dieleacutectrico y conduce muy mal la corriente eleacutectrica pero el agua
salada es un buen conductor de la electricidad
La presencia de iones en el cuerpo humano hace que este se compor-
te internamente como un conductor aceptable de la electricidad Y en la
parte externa la conductividad de la piel puede variar apreciablemente
en dependencia de su grosor y de si estaacute seca o huacutemeda
Interaccioacuten con un campo externo iquestQueacute sucede cuando un soacutelido conductor de la electricidad se coloca en
una regioacuten donde existe un campo eleacutectrico Como dentro del conduc-
tor las cargas tienen gran movilidad los electrones son atraiacutedos hacia el
origen del campo hasta neutralizar totalmente las liacuteneas de fuerza El
campo eleacutectrico es apantallado por las cargas moacuteviles y su valor en el
interior del conductor se hace cero (Figura 34) Cuando cesa el movi-
miento de las cargas y se alcanza el equilibrio las liacuteneas de fuerza que-
dan perpendiculares a la superficie del conductor (No podriacutea ser de
otra manera Si no fueran perpendiculares existiriacutean componentes del
campo paralelos a la superficie y las cargas nunca alcanzariacutean el estado
de equilibrio) El efecto de apantallamiento tiene lugar de la misma
forma en un conductor con cavidades o sin ellas
Para que las cargas puedan escapar fuera de la superficie (produc-
cioacuten de chispas por ionizacioacuten del aire que rodea al conductor) se nece-
sitan campos eleacutectricos muy intensos
iquestQueacute sucede si en vez de un conductor colocamos un dieleacutectrico no
conductor en la regioacuten donde existe el campo eleacutectrico En los dieleacutec-
tricos los electrones portadores de carga eleacutectrica no pueden moverse
libremente y el campo eleacutectrico no seraacute apantallado como en el conduc-
tor Sin embargo las nubes electroacutenicas siacute pueden reordenarse dentro
de cada moleacutecula bajo la accioacuten del campo externo causando una cierta
distorsioacuten en las liacuteneas de fuerza aunque no tan intensa como en el
65
caso de los conductores El comportamiento no es exactamente el mis-
mo en soacutelidos y liacutequidos ni tampoco si el dieleacutectrico estaacute constituido
por moleacuteculas polares o no polares
Figura 34 Distorsioacuten de las liacuteneas de fuerza del campo
eleacutectrico en presencia de un conductor
Sustancias polares y no polares Muchas moleacuteculas aunque eleacutectricamente neutras poseen polaridad a causa de la distribucioacuten asimeacutetrica de sus nubes electroacutenicas que origi-nan centros no coincidentes de carga positiva y negativa Se denominan moleacuteculas polares Las moleacuteculas simeacutetricas no poseen esta propiedad son no polares La denominacioacuten tambieacuten se aplica a las sustancias formadas por esas moleacuteculas sustancias polares y no polares
La distribucioacuten asimeacutetrica se caracteriza por tener un dipolo eleacutectri-
co asociado que puede representarse graacuteficamente por dos cargas de
igual magnitud (q) y signos contrarios separadas una distancia L ( Fi-
gura 35) En el dipolo las liacuteneas de fuerza salen de la carga positiva y
terminan en la negativa El momento del dipolo tiene un valor p = qL
66
Figura 35 Dipolo eleacutectrico
Liacutequidos y gases polares Las moleacuteculas de liacutequidos y gases pueden fluir Significa que pueden
rotar y trasladarse libremente de un lugar a otro dentro del recipiente
que las contiene (y de ahiacute que a liacutequidos y gases se les llame fluidos
indistintamente) Un ejemplo tiacutepico de moleacutecula polar de este tipo es la
moleacutecula de agua constituida por dos aacutetomos de hidroacutegeno y uno de
oxiacutegeno colocados en forma asimeacutetrica (Figura 36)
Figura 36 Dipolo eleacutectrico de la moleacutecula de agua
67
Al formarse los enlaces quiacutemicos los electrones de los aacutetomos de
hidroacutegeno son atraiacutedos hacia el oxiacutegeno creaacutendose una distribucioacuten
asimeacutetrica de cargas aparece un exceso de carga negativa en un extre-
mo de la moleacutecula y positiva en el otro Por convenio el momento
dipolo de la moleacutecula estaacute dirigido de (-) a (+) desde el aacutetomo de oxiacute-
geno hacia los aacutetomos de hidroacutegeno como indica la flecha en la Figura
36
En los liacutequidos y gases polares cuando se aplica un campo eleacutectrico
externo las moleacuteculas rotan y tienden a orientarse paralelas a la direc-
cioacuten del campo La parte negativa es atraiacuteda hacia el origen del campo
mientras que la positiva es repelida Si se aplica un campo eleacutectrico a
un recipiente con agua u otro liacutequido dieleacutectrico las moleacuteculas se orde-
nan de forma tal que aparece un exceso de carga en las paredes del re-
cipiente (Figura 37) El campo eleacutectrico se atenuacutea parcialmente en el
interior del liacutequido pero sin que llegue a anularse en su totalidad
Figura 37 Un dieleacutectrico polar liacutequido en el cam-
po eleacutectrico mostrando la orientacioacuten de los dipo-
los y la atenuacioacuten de las liacuteneas de fuerza
Un dieleacutectrico muy importante es el agua Constituye 50 a 90 de
la masa total de los organismos vivos Cuando el campo eleacutectrico inter-
acciona con los tejidos la presencia del agua en los fluidos del cuerpo
atenuacutea considerablemente la penetracioacuten del campo hacia los tejidos
maacutes internos Ademaacutes hay que tener en cuenta que tambieacuten estaraacuten
presentes diferentes iones que pueden moverse con mayor o menor
libertad en el seno del correspondiente fluido proporcionaacutendole a eacuteste
propiedades conductoras que pueden favorecer auacuten maacutes el apantalla-
miento Este uacuteltimo efecto resulta difiacutecil de evaluar a causa de la solva-
tacioacuten de los iones
Solvatacioacuten El proceso de disolucioacuten de un soacutelido trae aparejado la remocioacuten de
aacutetomos de las posiciones fijas a las que estaban sujetos formaacutendose
iones que quedan rodeados por las moleacuteculas del disolvente (el solva-
to) Los iones solvatados se atraen entre siacute con menor fuerza que en el
soacutelido y el efecto depende tanto de la naturaleza quiacutemica de la sustan-
cia disuelta como del disolvente Al aplicar un campo externo a la diso-
lucioacuten el comportamiento se veraacute afectado por todos los factores que
influyen en la solvatacioacuten ademaacutes de las estrictamente relacionadas
con las propiedades de los dipolos
Soacutelido polar Los aacutetomos o moleacuteculas de un soacutelido no pueden desplazarse de su lugar
al interaccionar con un campo eleacutectrico externo solo pueden oscilar
alrededor de sus posiciones fijas de equilibrio Sin embargo cuando el
campo eleacutectrico actuacutea sobre las nubes electroacutenicas del soacutelido estas se
redistribuyen con resultados similares a lo que ocurre en gases y liacutequi-
dos Aparece un exceso de cargas de signo contrario en las superficies
maacutes cercanas y alejadas del campo respectivamente y el campo eleacutectri-
co en el interior se atenuacutea Usualmente la atenuacioacuten es menor que en
los liacutequidos
Sustancias no polares En los liacutequidos y soacutelidos no polares tiene lugar un proceso parecido al
que ocurre en las sustancias polares Aunque inicialmente no existe un
momento dipolo en las moleacuteculas el campo eleacutectrico externo deforma
las nubes electroacutenicas que antes eran simeacutetricas y crea dipolos induci-
dos que se comportan en forma similar a los permanentes Como es de
esperar el efecto de apantallamiento y la atenuacioacuten del campo en el
interior del cuerpo considerado seraacute bastante menor que el caso de las
moleacuteculas polares
69
En resumen el apantallamiento eleacutectrico y la atenuacioacuten del campo
en el interior de los dieleacutectricos tienen lugar en mayor o menor grado en
todos ellos cualquiera sea su composicioacuten e independientemente de si
sus moleacuteculas forman dipolos permanentes o no La permitividad rela-
tiva εr una magnitud adimensional da una medida de la capacidad que
tienen las diferentes sustancias para polarizarse y por tanto para apan-
tallar el campo eleacutectrico En la tabla 32 se muestran algunos valores
tiacutepicos
TABLA 32
Permitividad relativa de algunos materiales
Material εr (adimensional)
Vaciacuteo 100000
Aire 100054
Papel 35
Porcelana 65
Tefloacuten 21
Oacutexido de titanio 100
Agua 78
La atenuacioacuten de los campos electrostaacuteticos en el interior de los or-
ganismos vivos hace difiacutecil su posible aplicacioacuten con fines terapeacuteuticos
Para que atraviesen la piel y penetren en el organismo de manera efec-
tiva se necesitan campos de gran intensidad de difiacutecil manipulacioacuten y
con alto riesgo de accidentes La intensidad de campo necesaria es tal
que puede llegar a ionizar el aire que rodea al sujeto generando chispas
y causando quemaduras en la piel El proceso es similar a la descarga
de un rayo pero a mucha menor escala
No ocurre asiacute con el campo magneacutetico que posee un poder de pene-
tracioacuten mucho mayor en los tejidos bioloacutegicos que el campo eleacutectrico
Aplicando campos magneacuteticos variables en el tiempo de baja intensidad
en el exterior de un sujeto se pueden generar campos eleacutectricos en su
interior sin riesgo de dantildeo eleacutectrico Sin embargo los campos genera-
dos tambieacuten seraacuten variables en el tiempo no electrostaacuteticos En el capiacute-
tulo IV se analiza con mayor detalle la interaccioacuten entre campos eleacutectri-
cos y magneacuteticos 70
Corriente continua y fuerza electromotriz Con anterioridad se explicoacute que cuando un conductor interacciona con un campo eleacutectrico externo las cargas se redistribuyen y van hacia la superficie de forma que apantallan el campo en el interior del conduc-tor
Cuando el campo eleacutectrico se aplica en el interior de un alambre
conductor el resultado es diferente Mientras se suministre suficiente
energiacutea para mantener la presencia del campo los electrones se man-
tendraacuten continuamente en movimiento dirigieacutendose hacia el origen del
campo y creando una corriente continua La intensidad (i) de la corrien-
te se define como la cantidad de carga eleacutectrica que atraviesa cualquier
seccioacuten transversal S del alambre en un segundo (figura 38) Su unidad
en el Sistema Internacional de Unidades es el ampere (A) en honor de
Andreacute-Marie Ampegravere matemaacutetico y fiacutesico franceacutes Por convenio el
sentido de la corriente se toma contrario al sentido del movimiento de
los electrones como si se movieran cargas positivas en vez de las nega-
tivas Si q es la carga eleacutectrica que atraviesa la superficie S en un inter-
valo de tiempo t entonces la corriente promedio se calcula como i =
qt
Figura 38 S es el aacuterea de la seccioacuten transversal del alambre
El campo E se encuentra dentro del conductor
Es posible mantener la presencia continua de un campo eleacutectrico no
equilibrado en el interior de un conductor cuando se posee la fuente
adecuada de energiacutea Una fuente con estas caracteriacutesticas se llama fuer-
za electromotriz o FEM Su valor se expresa en volts (V) en honor del
fiacutesico italiano Alessandro Volta Existen FEM de diversos tipos
71
Pila y bateriacutea
Las pilas producen energiacutea eleacutectrica a partir de una reaccioacuten quiacutemica
La bateriacutea consiste en una serie de pilas conectadas en serie para obte-
ner una FEM mayor Las hay recargables y no recargables En las pilas
recargables la reaccioacuten quiacutemica se invierte para alcanzar nuevamente el
estado inicial de maacutexima carga La primera pila reversible tambieacuten
llamada acumulador fue inventada en 1859 por el fiacutesico franceacutes Gas-
ton Planteacute La pila de Planteacute de plomo y aacutecido es la que maacutes se utiliza
en la actualidad Su ventaja principal es que a partir de un volumen
relativamente pequentildeo puede producir suficiente energiacutea para arrancar
un motor su principal desventaja es que se agota raacutepidamente Emplea
una disolucioacuten diluida de aacutecido sulfuacuterico como conductor ioacutenico o elec-
troacutelito para transportar la corriente el electrodo negativo es de plomo y
el positivo de dioacutexido de plomo Al recargar la pila las reacciones quiacute-
micas se invierten hasta que los productos quiacutemicos vuelven a su con-
dicioacuten original (o casi) El acumulador se agota finalmente porque con
el tiempo el aacutecido sulfuacuterico se transforma en agua maacutes sulfato de plo-
mo Estas pilas tienen una vida uacutetil de unos cuatro antildeos y su FEM es de
aproximadamente 2V Otros tipos de pilas recargables maacutes recientes
son la alcalina de niacutequel-cadmio que utiliza un electroacutelito de hidroacutexido
de potasio y las de niacutequel-hidruro La pila no recargable maacutes comuacuten es
la pila Leclancheacute o pila seca inventada por el quiacutemico franceacutes Georges
Leclancheacute en los antildeos sesenta del siglo XIX La pila seca que se utiliza
actualmente es muy similar al invento original El electroacutelito es una
mezcla pastosa de cloruro de amonio y cloruro de cinc El electrodo
negativo es de cinc igual que la parte exterior de la pila y el positivo es
una varilla de carboacuten rodeada por una mezcla de carboacuten y dioacutexido de
manganeso Esta pila produce una FEM de 15 V Otras pilas no recar-
gables muy utilizadas actualmente son las alcalinas y las de litio
Generador electrostaacutetico
Los generadores o dinamos producen la FEM a partir de movimientos
mecaacutenicos como el de rotacioacuten de las aspas de una turbina o el girar de
una rueda Los hay de dos tipos a) los electrostaacuteticos que utilizan el
rozamiento para separar las cargas eleacutectricas y b) los electromagneacuteti-
cos en los que se genera corriente desplazando mecaacutenicamente un con-
ductor a traveacutes de un campo magneacutetico Estos uacuteltimos se describen en
otro capiacutetulo
El generador electrostaacutetico es una maacutequina que permite obtener dife-
rencias de potencial muy elevadas mediante un mecanismo de friccioacuten
similar al del vidrio frotado con seda aunque en este caso se emplean
otros materiales Fue desarrollado en 1931 por el fiacutesico estadounidense
Robert Jemison Van de Graaff Consiste en una columna aislante con
una esfera metaacutelica hueca montada en su parte superior (figura 39)
Una correa de material dieleacutectrico que gira continuamente mediante
alguacuten motor auxiliar une un rodillo en la base de la columna con otro
situado en la parte superior y en contacto con la esfera Gracias a la
friccioacuten la correa transporta continuamente las cargas eleacutectricas extraiacute-
das de un peine metaacutelico de puacuteas afiladas en la base de la columna has-
ta el interior de la esfera Alliacute las cargas son retiradas por otros peines y
terminan finalmente en la superficie de la esfera conductora a causa de
la repulsioacuten A medida que la correa va recogiendo cargas y las trans-
porta a la esfera va surgiendo una diferencia de potencial con la tierra
que puede alcanzar hasta 5 millones de volt La Figura 39 tambieacuten
muestra el efecto de aplicar un alto potencial al cuerpo humano debi-
damente aislado de la tierra Como las cargas de igual signo se repelen
y van a la superficie del cuerpo los pelos de la modelo tienden a man-
tenerse separados del craacuteneo y entre siacute causando un efecto sorprenden-
te Los generadores de Van de Graaff se utilizan como fuentes de alto
voltaje para comprobar la calidad de los aisladores que se usan en las
redes eleacutectricas de alto voltaje Tambieacuten se emplean en los centros de
investigacioacuten dedicados al estudio de las partiacuteculas subatoacutemicas como
fuente energizante en las primeras etapas de los aceleradores de partiacutecu-
las
Figura 39 Generador de Van de Graaff Adaptado de
httpwwwgearslutzcom y httpcommons wikime-
diaorgwikiFileVan_de_graaf_generatorsvg
Celda solar
Son dispositivos capaces de convertir directamente la luz solar o la de
otras fuentes luminosas en energiacutea eleacutectrica El corazoacuten de la celda es
alguna sustancia semiconductora fotosensible como un cristal de silicio
muy delgado al que se le han antildeadido cantidades muy pequentildeas de
otras sustancias en forma de impurezas Cuando la luz incide contra el
cristal los electrones son arrancados de sus posiciones de equilibrio y
son expulsados a una de las superficies del cristal (efecto fotovoltaico)
Alliacute se hacen pasar por un circuito externo creando una corriente eleacutec-
trica para hacer funcionar laacutemparas o diferentes equipos eleacutectricos o
electroacutenicos Las celdas solares tienen una vida muy larga y hoy diacutea se
utilizan dondequiera que haya suficiente luz solar Cada diacutea son maacutes
populares pues constituyen una fuente de energiacutea limpia verde o eco-
loacutegica que no contamina la atmoacutesfera ni contribuye al calentamiento
global
Termoelectricidad
Consiste en el surgimiento de una FEM a partir de diferencias de tem-
peratura Si se unen o sueldan por ambos extremos dos alambres de
diferente naturaleza y una de las uniones se mantiene a una temperatura
superior a la otra aparece una corriente eleacutectrica entre las uniones ca-
liente y friacutea El fenoacutemeno fue observado en 1821 por el fiacutesico alemaacuten
Thomas Seebeck y se conoce como efecto Seebeck A los alambres
soldados capaces de generar la FEM se les llama termopares
Piezoelectricidad
Es posible generar energiacutea eleacutectrica mediante dispositivos que producen
una fuerza electromotriz a partir de una presioacuten o fuerza mecaacutenica que
causa una deformacioacuten en un material con propiedades especiales El
fenoacutemeno se denomina lsquoefecto piezoeleacutectricorsquo vocablo que viene del
griego piezein (presionar) Los dispositivos piezoeleacutectricos se han vuel-
to muy populares para generar la chispa de los encendedores de bolsi-
llo
74
Circuito de corriente continua Una FEM con sus bornes o extremos conectados a un sistema de alam-
bres conductores u otros dispositivos que permitan el paso de la co-
rriente eleacutectrica forma un circuito de corriente continua Por convenio
se considera que la corriente sale del polo o borne positivo de la FEM y
entra por el negativo En el circuito de la figura 310 cuando la corrien-
te atraviesa un alambre conductor muy fino ubicado dentro de la laacutempa-
ra (el filamento) da lugar a que aparezca luz y calor El aire dentro de la
laacutempara se extrae previamente para evitar la oxidacioacuten del filamento a
causa de las altas temperaturas que se alcanzan
Figura 310 Circuito simple de corriente continua
El volt no representa energiacutea sino energiacutea por unidad de carga Co-
mo la unidad de energiacutea es el joule (J) significa que dimensionalmen-
te volt = joulecoulomb Cuando la capacidad de entregar energiacutea por
unidad de carga se refiere a dos puntos de un circuito y no a una FEM
se denomina diferencia de potencial y se designa usualmente por la
letra V
En cualquier circuito una parte de la energiacutea entregada por la FEM
siempre se disipa elevando la temperatura del alambre y generando
calor al medio ambiente El incremento de temperatura es causado por
cierto lsquorozamiento o viscosidadrsquo interna que se opone al movimiento de
los electrones dentro del alambre La ley de Joule establece que la can-
tidad de calor producida en un conductor por el paso de la corriente
eleacutectrica cada segundo es proporcional a su resistencia R y al cuadrado
de la intensidad de la corriente (i2) En siacutembolos matemaacuteticos P = i2R
donde P es la energiacutea disipada en la unidad de tiempo o potencia La
resistencia R de un alambre se relaciona con la resistividad del mate-
rial por la expresioacuten ρl
R =S
donde l es la longitud del alambre y S el
aacuterea de su seccioacuten transversal
La resistencia de los alambres y otros materiales no siempre juega
un papel negativo como disipador de energiacutea tambieacuten se utilizan resis-
tencias para regular los voltajes en muchos dispositivos electroacutenicos
Un dispositivo construido expresamente para que funcione haciendo el
papel de una resistencia pura se denomina resistor aunque tambieacuten es
comuacuten llamar al dispositivo igual que la propiedad que lo caracteriza
resistencia La ley de Ohm establece la relacioacuten entre la corriente la
resistencia y la diferencia de potencial VR en los extremos de un resis-
tor VR = iR En la tabla 33 aparecen algunos valores tiacutepicos de la resis-
tividad de diversos materiales
TABLA 33
Resistividad de algunas sustancias
Sustancia (m) Caracteriacutesticas
Plata 147x10-8
Conductor Cobre 169x10-8
Aluminio 283x10-8
Silicio 640 Semiconductor
Madera 108 - 1011 Dieleacutectrico
Vidrio 1010 - 1014
Superconductividad
Descubierta en 1911 por el fiacutesico holandeacutes Heike Kamerlingh Onnes la
superconductividad es la propiedad que tienen algunos conductores de
no ofrecer resistencia al paso de la corriente cuando se enfriacutean por de-
bajo de cierta temperatura criacutetica Tc Las temperaturas criacuteticas son muy
pequentildeas por ejemplo en determinadas aleaciones de niobio-germanio
Tc = -24995 oC y se necesita helio liacutequido un refrigerante caro y poco
eficaz para que se produzca el fenoacutemeno Compuestos ceraacutemicos des-
cubiertos maacutes recientemente permiten usar nitroacutegeno liacutequido como
refrigerante para obtener la superconductividad La temperatura del
nitroacutegeno liacutequido es de -196 degC enfriacutea con una eficacia 20 veces mayor
que el helio liacutequido y cuesta 10 veces menos Sin embargo la fragilidad
de los compuestos ceraacutemicos hace muy difiacutecil conformarlos en forma
de hilos o cintas para utilizarlos como conductores de la corriente
Como los superconductores no poseen resistencia y no se calientan
al pasar la corriente se utilizan para fabricar electroimanes que produ-
cen campos magneacuteticos muy intensos empleando grandes corrientes
Estos superimanes se aplican en la investigacioacuten cientiacutefica en equipos
meacutedicos de diagnoacutestico en el estudio de materiales y en la construccioacuten
de potentes aceleradores de partiacuteculas Utilizando superconductores
tambieacuten se han desarrollado dispositivos que miden la corriente eleacutectri-
ca el voltaje y el campo magneacutetico con una sensibilidad sin preceden-
tes
Encontrar superconductores capaces de trabajar a temperaturas maacutes
altas es un requisito previo para desarrollar otras muchas aplicaciones
Entre ellas se encuentran computadoras maacutes raacutepidas y con mayor capa-
cidad de memoria reactores de fusioacuten nuclear en los que el plasma se
mantenga confinado por campos magneacuteticos mejores trenes de levita-
cioacuten magneacutetica de alta velocidad y tal vez lo maacutes importante una ge-
neracioacuten y transmisioacuten maacutes eficiente de la energiacutea eleacutectrica
Corriente alterna
Cuando la corriente eleacutectrica se comporta de forma tal que el sentido de
su recorrido en el circuito se invierte perioacutedicamente se estaacute en presen-
cia de una corriente alterna En la Figura 311 en (A) se representa el
valor de una FEM de corriente continua al transcurrir el tiempo su
valor E no variacutea En (B) aparece la representacioacuten anaacuteloga para una
FEM de corriente alterna El valor de la FEM en cada borne cambia
perioacutedicamente de positivo a negativo al transcurrir el tiempo al igual
que el sentido de la corriente en el circuito
77
Figura 311 Representacioacuten de una FEM continua (A) y
alterna (B) Los signos + y ndash indican el cambio de senti-
do de la corriente en el circuito
La corriente alterna es la principal fuente de energiacutea eleacutectrica en to-
do el mundo tanto en aplicaciones industriales como en el hogar La
corriente de la red comercial en Ameacuterica variacutea el sentido de su recorri-
do con una frecuencia de 60 veces por segundo (El inverso de la fre-
cuencia es el periacuteodo tiempo que tarda la corriente en realizar una osci-
lacioacuten completa) Como la polaridad de una FEM alterna tambieacuten cam-
bia continuamente de (+) a (-) y viceversa en los circuitos de corriente
alterna se utiliza preferiblemente el teacutermino voltaje para indicar las
diferencias de potencial que tambieacuten variacutea de sentido continuamente
Las leyes que rigen los circuitos de corriente alterna difieren radi-
calmente de las leyes de los circuitos de corriente continua En la co-
rriente alterna hay que tomar en cuenta que la corriente y el voltaje no
oscilan siempre al uniacutesono sino que se retrasan o adelantan la una res-
pecto al otro en dependencia del circuito especiacutefico analizado Esas
leyes no seraacuten objeto de anaacutelisis en este libro
La corriente alterna posee una serie de ventajas en comparacioacuten con
la corriente continua una de ellas es que proporciona menos peacuterdidas
de energiacutea durante su transmisioacuten hasta el consumidor Pero la maacutes
importante es que permite seleccionar los voltajes adecuados a cada
circuito mediante un sencillo dispositivo electromagneacutetico que no tiene
piezas moacuteviles el transformador que se describe en detalle en otro
capiacutetulo
78
CAPIacuteTULO 4
INTERACCIONES ELECTROMAGNEacuteTICAS Y ONDAS DE RADIO
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Con anterioridad se vio que los campos estaacuteticos magneacutetico y eleacutectrico
no son capaces de interaccionar el uno con el otro Ademaacutes cada uno
actuacutea sobre cargas e imanes de forma independiente como si el otro no
estuviera presente Tambieacuten se dijo que el campo magneacutetico no interac-
ciona con las cargas en reposo pero siacute lo hace con las cargas en movi-
miento
Cuando una partiacutecula cargada se mueve en una regioacuten del espacio
donde hay un campo magneacutetico estaacutetico aparece una fuerza sobre la
carga que en todo momento es perpendicular a la direccioacuten de su mo-
vimiento y a las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico A causa de
esa fuerza magneacutetica la partiacutecula cargada cambiaraacute la direccioacuten de su
movimiento (pero sin que su energiacutea variacutee) Y lo seguiraacute haciendo
mientras siga interaccionando con el campo En realidad el efecto de-
pende del movimiento relativo de la carga respecto al campo y vicever-
sa Si la carga estaacute en reposo y es el campo quien estaacute en movimiento
tambieacuten apareceraacuten fuerzas sobre la carga
iquestY queacute sucede cuando tenemos un campo magneacutetico que variacutea con
el tiempo iquestY un campo eleacutectrico en similares condiciones Pues resul-
ta que los campos magneacuteticos variables en el tiempo siempre tienen
asociado un campo eleacutectrico tambieacuten variable Y el efecto inverso
tambieacuten tiene lugar los campos eleacutectricos variables generan campos
magneacuteticos
Siempre que un campo variable se encuentre presente eleacutectrico o
magneacutetico el otro tambieacuten lo estaraacute De aquiacute que cuando se desean
examinar sus efectos resulta estrictamente obligatorio analizarlos con-
juntamente so pena de cometer errores garrafales en la interpretacioacuten
de los resultados
Ley de Faraday-Lenz En 1831 Michael Faraday descubrioacute el fenoacutemeno de induccioacuten
magneacutetica Y ese mismo antildeo demostroacute que era posible generar una
corriente en un circuito a partir de otra en un circuito cercano e inde-
pendiente del primero
El acoplamiento entre los circuitos ocurre al interaccionar los cam-
pos magneacuteticos variables generados por las corrientes tambieacuten varia-
bles en el tiempo El campo magneacutetico generado por una de las corrien-
tes es capaz de inducir campos eleacutectricos que dan origen a otra corrien-
te en el otro circuito Veamos esto en detalle
La figura 41 ilustra lo que sucede cuando se establece una corriente
variable en el tiempo en una espira de alambre conductor La corriente
en la espira izquierda tiene asociado su correspondiente campo magneacute-
tico que da origen a un campo eleacutectrico en la otra espira (no mostrado
en la figura) Ese campo eleacutectrico actuacutea sobre los electrones de la otra
espira como si fuera una FEM convencional creando una corriente Si
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo la corriente no aparece El
resultado tambieacuten depende del nuacutemero de liacuteneas de induccioacuten magneacuteti-
ca que atraviesen el aacuterea S Si la espira es paralela a las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica no habraacute corriente (en la figura 41 la espira derecha
estariacutea rotada 90 grados)
Figura 41 Corriente inducida en una es-
pira de alambre conductor
80
Sin embargo tambieacuten aparece corriente en la espira derecha cuando
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo pero el aacuterea S encerrada
por la espira y perpendicular a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica siacute lo
hace (por ejemplo si la espira de la derecha oscila o gira alrededor de
un eje vertical) De manera que el aacutengulo θ que forman el aacuterea S y las
liacuteneas de induccioacuten magneacutetica tambieacuten tiene importancia en la genera-
cioacuten de posibles corrientes en la espira
Se encuentra experimentalmente que la FEM inducida en la espira
(ind) es igual a la variacioacuten del flujo = BScos en la unidad de tiem-
po
ind t
Este resultado se conoce como Ley de Faraday La letra griega
(delta) indica siempre la variacioacuten del correspondiente paraacutemetro Por
ejemplo si t indica la variable tiempo t = t ndash to donde t y to represen-
tan un instante final e inicial respectivamente
Se puede predecir el sentido que tendraacute la corriente en la espira a
partir de la Ley de Lenz Esta ley establece que el sentido de la FEM (y
de la corriente inducida) es tal que siempre se opone a la causa que la
produce Fue bautizada en honor a su descubridor Heinrich Friedrich
Emil Lenz y es usual designarla indistintamente como ley de Faraday-
Lenz
El principio de funcionamiento de los generadores eleacutectricos se fun-
damenta en la ley de Faraday-Lenz La variacioacuten del flujo en una espira
de alambre conductor que gira dentro de un campo magneacutetico produce
una FEM capaz de generar corriente en un circuito La FEM y la co-
rriente generadas pueden ser tanto continuas como alternas en depen-
dencia de coacutemo se dispongan conexiones de la espira rotatoria con el
circuito externo
Dinamo Un generador electromagneacutetico o dinamo es un mecanismo capaz de
convertir energiacutea mecaacutenica en energiacutea eleacutectrica sobre la base de la ley
de Faraday-Lenz El maacutes sencillo que se conoce es el dinamo de disco
desarrollado por el propio Faraday Consiste en un disco conductor de
cobre que va montado sobre un eje que pasa por su centro la parte del
disco entre el centro y el borde queda situada entre los polos de un imaacuten
de herradura (Figura 42) Cuando el disco se hace girar con una mani-
vela aparece una FEM continua entre el centro y el borde
Figura 42 El primer generador electromecaacutenico el di-
namo de disco de Faraday Tomado de
httpwwwastrovirginiaedu
El movimiento relativo entre el disco y el imaacuten hace que las fuerzas
magneacuteticas actuacuteen sobre los electrones deacutebilmente ligados del disco
creando una corriente eleacutectrica que siempre va en el mismo sentido El
dispositivo tambieacuten se puede adaptar para funcionar a la inversa como
un motor aplicando una FEM externa entre el borde y su centro lo que
haraacute girar el disco
Cualquier generador moderno tiene dos partes fundamentales un
imaacuten permanente (o un electroimaacuten) que proporciona el campo magneacute-
tico y la armadura estructura que sostiene los conductores que cortan
el campo magneacutetico en su movimiento y transportan la corriente indu-
cida La armadura es usualmente un nuacutecleo de hierro laminado alrede-
dor del cual se enrollan en bobinas los cables conductores
El campo magneacutetico de un imaacuten permanente es bastante fuerte como
para hacer funcionar un dinamo pequentildeo los de mayor capacidad gene-
radora utilizan electroimanes
El principio de operacioacuten de un generador de corriente alterna se
muestra en la figura 43 Es bastante similar al de la corriente continua
con algunos cambios que mejoran la eficiencia de la conversioacuten energeacute-
tica y hacen que el sentido de la FEM se invierta perioacutedicamente
Enormes generadores de este tipo movidos por turbinas impulsadas
por la fuerza hidraacuteulica (plantas hidroeleacutectricas) por el vapor de agua
(plantas termoeleacutectricas y atomoeleacutectricas) o por el viento (eoacutelicas) son
los encargados de producir la mayor parte de la energiacutea eleacutectrica que se
consume en el planeta
Figura 43 Generacioacuten de una corriente alterna
Transformadore e inductor
El transformador es un dispositivo muy utilizado en circuitos eleacutectricos
y electroacutenicos No posee partes moacuteviles y funciona basado en la ley de
Faraday-Lenz La red eleacutectrica comercial utiliza estos dispositivos para
elevar el voltaje y transmitir la energiacutea eleacutectrica a grandes distancias
pues asiacute el proceso resulta mucho maacutes eficiente y las peacuterdidas de ener-
giacutea en los alambres mucho menores
Los transformadores tambieacuten se utilizan para reducir el alto voltaje y
poder llevar la energiacutea hasta las viviendas de una forma menos peligro-
sa (110 y 220 V para aplicaciones no industriales) Cuando la diferencia
de potencial entre el alambre conductor y la tierra es muy alta el aire se
ioniza parcialmente en los alrededores del alambre y se vuelve conduc-
tor Si hay otro objeto cercano unido a tierra puede saltar una chispa
causando quemaduras e incluso volatilizando parte de los cuerpos que
intervengan en la conduccioacuten Las corrientes que se generan pueden ser
de miles de amperes como comparacioacuten el motor de arranque de un
automoacutevil consume solo unos pocos amperes
Para ser eficientes los transformadores de potencia deben disipar la
menor cantidad posible de energiacutea durante su funcionamiento una disi-
pacioacuten de tan solo 05 en un gran transformador genera enormes
cantidades de peacuterdidas por calor Los transformadores de la red comer-
cial disponen de un circuito de refrigeracioacuten que utiliza aceite para el
enfriamiento El aceite circula por dentro del transformador y disipa el
calor mediante radiadores externos La inmensa mayoriacutea de los equipos
electroacutenicos tambieacuten utilizan transformadores de distinto tipo para ajus-
tar el voltaje suministrado por la red comercial al que realmente necesi-
tan sus circuitos
Un transformador estaacute formado esencialmente por un nuacutecleo de ma-
terial ferro o ferrimagneacutetico blando cuya funcioacuten es la de concentrar y
reforzar las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica y dos enrollados de alambre
con diferente nuacutemero de vueltas N1 y N2 el primario y el secundario
Cuando se hace circular una corriente alterna por el enrollado primario
se genera un campo magneacutetico tambieacuten alterno proporcional a N1 Ese
campo magneacutetico alterno es reforzado y guiado por el nuacutecleo ferro-
magneacutetico hasta el enrollado secundario donde induce una FEM que es
proporcional a N2 Controlando el nuacutemero de vueltas N1 y N2 es posible
regular la relacioacuten entre el voltaje a la salida y a la entrada del trans-
formador ya que a partir de la ley de Faraday se obtiene que los volta-
jes en el primario y secundario guardan la relacioacuten aproximada V1V2 =
N1 N2 (Figura 44)
Figura 44 Transformador e inductor
Otro dispositivo muy usado en la electroacutenica que funciona sobre la
base de la ley de Faraday-Lenz es el inductor o inductancia Un induc-
tor no es maacutes que una bobina sencilla con un nuacutecleo de material ferro o
ferrimagneacutetico blando Al aplicar un voltaje alterno la corriente varia-
ble que se establece crea un campo magneacutetico y una FEM inducida que
seguacuten Lenz se opone a la causa que lo origina es decir se opone al
paso de la corriente
Mientras mayor es la frecuencia de la sentildeal y mayor la variacioacuten del
campo en el tiempo mayor es la oposicioacuten que presenta el inductor por
el contrario cuando la frecuencia disminuye la oposicioacuten es cada vez
menor Si la corriente no variacutea (frecuencia cero) el flujo magneacutetico no
variacutea (t = 0) y por tanto no hay FEM inducida que se oponga a la
corriente Como resultado el inductor es un dispositivo que no afecta
notablemente la corriente continua pero se opone al paso de la corrien-
te alterna La oposicioacuten se mide por la reactancia inductiva XL = 2
L donde L es un factor caracteriacutestico del inductor (su inductancia) A
mayor frecuencia mayor oposicioacuten A diferencia del resistor un in-
ductor disipa poco calor al paso de la corriente por efecto Joule pues el
enrollado de aleacioacuten de cobre o aluminio posee una resistividad muy
baja
Los capacitores ndashdispositivos que trabajan almacenando cargas y
campos eleacutectricos- tambieacuten se oponen al paso de la corriente alterna
pero al contrario de los inductores no dejan pasar la corriente conti-
nua y su oposicioacuten al paso de la corriente disminuye cuando aumenta
la frecuencia En este caso el paraacutemetro caracteriacutestico es la reactancia
capacitiva 1
X =C2πνC
donde C es la capacidad del condensador
Es necesario gastar o consumir energiacutea para crear un campo magneacute-
tico pero esa energiacutea no se pierde Se almacena en el campo magneacutetico
y se revierte nuevamente al circuito al variar el sentido de la corriente
en cada ciclo Sin embargo a causa de la histeacuteresis y de las corrientes
inducidas que aparecen en el nuacutecleo ferromagneacutetico en cada ciclo
siempre se pierde una pequentildea cantidad de energiacutea en forma de calor
Este calor es adicional al que se pierde en los alambres por efecto Joule
En combinacioacuten con los capacitores los inductores se utilizan en
circuitos resonantes y filtros que permiten sintonizar o separar una fre-
cuencia determinada (o un pequentildeo intervalo de frecuencias) de una
mezcla de sentildeales con un intervalo amplio de frecuencias Es el meacutetodo
utilizado en los receptores de radio y TV para seleccionar o sintonizar
una frecuencia especiacutefica entre todas las que se reciben en la antena
Radiacioacuten electromagneacutetica
No es necesario que un circuito esteacute presente para que el campo magneacute-
tico genere un campo eleacutectrico Incluso en el vaciacuteo un campo magneacuteti-
co variable en el tiempo siempre tendraacute asociado su correspondiente
campo eleacutectrico
El campo eleacutectrico generado de esta manera posee la caracteriacutestica
de que sus liacuteneas de fuerza son cerradas y de direccioacuten perpendicular a
las del campo magneacutetico En la Fiacutesica esos campos se denominan no
conservativos porque son capaces de entregar energiacutea al realizar un
ciclo cerrado Cuando ocurre lo contrario el campo es conservativo
Si un campo magneacutetico variable actuacutea sobre un cuerpo conductor
macizo el campo eleacutectrico inducido es capaz de engendrar o generar
corrientes en el seno del cuerpo las denominadas corrientes de Fou-
cault Si ese campo magneacutetico incide sobre el cuerpo humano el campo
eleacutectrico asociado seraacute capaz de generar corrientes alternas en su inte-
rior
Como se expresoacute al inicio la naturaleza de los campos eleacutectricos y
magneacuteticos es tal que el efecto inverso tambieacuten tiene lugar un campo
eleacutectrico variable en el tiempo da origen a un campo magneacutetico Por
tanto los campos eleacutectricos y magneacuteticos variables no son independien-
tes siempre se presentan conjuntamente y de ahiacute la denominacioacuten de
campo electromagneacutetico
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
La aceleracioacuten es la relacioacuten que existe entre la variacioacuten de la veloci-
dad de un cuerpo y el tiempo que tarda en ocurrir esa variacioacuten Consi-
derando una partiacutecula que se mueve a lo largo de una recta si to repre-
senta la lectura del reloj cuando la velocidad era vo y t una lectura pos-
terior cuando la velocidad tiene otro valor v la aceleracioacuten media am en
ese intervalo se calcula por la expresioacuten am = (v-vo) (t-to) lo que tam-
bieacuten se indica como a = ΔvΔt En esas condiciones la aceleracioacuten pue-
de ser tanto positiva (la velocidad aumenta al transcurrir el tiempo)
como negativa (la velocidad se reduce)
Las cargas eleacutectricas aceleradas son capaces de generar campos
electromagneacuteticos en forma de ondas que se propagan en el espacio Es
posible crear estas ondas mediante una antena con dos extremos abier-
tos o terminales que alternadamente se cargan positiva y negativamente
(dipolo) La tiacutepica antena de televisioacuten es un dipolo pero que solo se
usa para recibir y no para emitir ondas electromagneacuteticas
86
Un tipo de antena emisora muy comuacuten es la antena Marconi Se tra-
ta de una barra o varilla vertical que forma la mitad del dipolo mientras
que la tierra actuacutea como la otra mitad Este tipo de antena tambieacuten se
utiliza en automoacuteviles y teleacutefonos inalaacutembricos (Figura 45) En este
caso la parte metaacutelica del automoacutevil o teleacutefono actuacutea como la otra mitad
del dipolo En los teleacutefonos celulares las antenas tipo Marconi evolu-
cionaron hacia las maacutes eficientes antenas fractales que permiten ocul-
tar la antena completamente en el interior del equipo (figura 46)
Figura 45 Propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacutetica
Los campos magneacuteticos generan campos eleacutectricos y vice-
versa La sentildeal radiada se propaga con la velocidad de la
luz
Figura 46 Figura 04-06 Interior de un teleacutefono celular
mostrando la antena fractal en el recuadro a la derecha (al-
fombra de Sierspinski)
Cuando la antena tiene las dimensiones adecuadas al aplicarle una
FEM alterna se logra que emita radiaciones al espacio que la rodea
Operando sobre la FEM y modificaacutendola de manera adecuada es posi-
ble usar la radiacioacuten para transmitir informacioacuten de todo tipo (sonido
imaacutegenes informacioacuten digitalizada) La energiacutea radiada se propaga a la
velocidad de la luz unos 300 000 kiloacutemetros por segundo en el vaciacuteo y
algo menor en otros medios
Espectro electromagneacutetico James Clerk Maxwell fiacutesico ingleacutes amplioacute las investigaciones de Mi-
chael Faraday sobre los campos electromagneacuteticos y logroacute encontrar las
relaciones matemaacuteticas que describen su comportamiento Sus resulta-
dos lo convirtieron en uno de los cientiacuteficos maacutes importantes del siglo
XIX Su obra maacutes importante es el Treatise on Electricity and Magne-
tism (1873) donde publicoacute su conjunto de cuatro ecuaciones diferen-
ciales o Leyes de Maxwell en las que se describe la naturaleza de los
campos electromagneacuteticos en teacuterminos de espacio y tiempo
Maxwell demostroacute que la propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacute-
tica en el vaciacuteo o en cualquier otro medio se describe de forma similar
a las ondas que se propagan en la superficie del agua cuando ocurre una
perturbacioacuten (por ejemplo como cuando se deja caer una piedra en
aguas tranquilas) La velocidad de propagacioacuten vp de la onda es la ve-
locidad con que se propaga o avanza la perturbacioacuten en el medio La
amplitud de la onda es el tamantildeo maacuteximo que alcanzan sus valles o
crestas al oscilar (figura 47) La intensidad de la onda se define como
la energiacutea por unidad de tiempo que es capaz de transportar a traveacutes de
la unidad de superficie perpendicular a la direccioacuten de propagacioacuten Se
mide en wattm2 Mientras mayor sea la amplitud de la onda mayor
seraacute su intensidad
Figura 47 Representacioacuten de una onda mecaacutenica
88
La distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos es la longi-
tud de onda (lambda) y el nuacutemero de veces que una cresta (o un va-
lle) se repite por segundo en una posicioacuten determinada es la frecuencia
(nuacute) de la onda Como se dijo anteriormente la frecuencia se expresa
en oscilaciones por segundo (Hz) La longitud de onda y la frecuencia
no son independientes Estos paraacutemetros se relacionan con la velocidad
de propagacioacuten por la expresioacuten vp =
En la onda que viaja por la superficie de una charca oscilan las mo-
leacuteculas de agua En la radiacioacuten electromagneacutetica lo que oscila son los
campos eleacutectrico y magneacutetico cada uno creando al otro continuamente
a medida que la onda avanza o se propaga con la velocidad de la luz
(Figura 48) Para tener una idea de lo que significa esta velocidad se
puede considerar que el periacutemetro de la tierra (su longitud) es de unos
40 000 kiloacutemetros por el ecuador Como en el vaciacuteo la luz recorre 300
000 km en un segundo en ese tiempo una onda de radio es capaz de dar
7 vueltas y media a la Tierra (En un medio diferente al vaciacuteo la veloci-
dad es algo menor pero muy poco)
Figura 48 Figura 04-08 Representacioacuten instantaacutenea de
una onda electromagneacutetica Los campos E y H son perpen-
diculares entre siacute y a la direccioacuten de propagacioacuten
Se le llama espectro electromagneacutetico al conjunto de todas las posibles
frecuencias con que puede presentarse una onda electromagneacutetica (tabla
41) Abarca una regioacuten muy amplia desde unas pocas decenas de Hz
hasta miles de millones de Hz Las propiedades de la onda electromag-
neacutetica variacutean notablemente en dependencia de su frecuencia las radia-
ciones de maacutes baja frecuencia constituyen las conocidas ondas de radio
(onda larga) la de maacutes alta frecuencia es la radiacioacuten gamma penetran-
te (de la letra griega ) que se produce en los elementos radiactivos o
en procesos subatoacutemicos tales como la aniquilacioacuten de un par electroacuten
positroacuten Las explosiones de supernovas y otros fenoacutemenos astrofiacutesicos
muy intensos tambieacuten generan cantidades apreciables de radiacioacuten γ
Dentro del intervalo comprendido entre las ondas de radio y la radia-
cioacuten γ se encuentran todas las demaacutes radiaciones onda corta radiacioacuten
infrarroja (IR) espectro visible ultravioleta (UV) y rayos X
TABLA 41
Espectro electromagneacutetico
f(Hz) (m) Denominacioacuten
102 - 1010 106 ndash 10-1 Ondas de radio
1010 - 1012 10-1 ndash 10-3 Microondas
1012 - 1014 10-3 ndash 10-6 Infrarrojo
1014 - 1015 10-6 ndash 10-7 Visible
1015 - 1016 10-7 ndash 10-8 Ultravioleta
1017 - 1020 10-9 ndash 10-11 Rayos X
gt 1020 lt 10-11 Rayos gamma
Los rayos gamma y los rayos X lsquodurosrsquo tienen una longitud de on-
da de entre 0005 y 05 nm (un nm o nanoacutemetro equivale a 10-9 m o
una milloneacutesima de miliacutemetro) Los rayos X lsquoblandosrsquo se superponen
con la radiacioacuten ultravioleta en longitudes de onda proacuteximas a los 50
nm El ultravioleta a su vez da paso a la luz visible que va aproxi-
madamente desde 380 hasta 760 nm Los rayos infrarrojos o radia-
cioacuten de calor se solapan con las frecuencias de radio de microondas
entre los 100000 y 400000 nm Por encima de esta longitud de onda
hasta unos 15000 metros el espectro estaacute ocupado por las diferentes
ondas de radio Maacutes allaacute de la zona de radio el espectro entra en la
regioacuten de bajas frecuencias cuyas longitudes de onda llegan a medir-
se en decenas de miles de kiloacutemetros
Transmisioacuten de sentildeales
Se reconoce al ingeniero italiano Guglielmo Marconi (1874-1937)
como el inventor del primer sistema praacutectico de transmisioacuten de in-
formacioacuten mediante sentildeales de radio a finales del siglo XIX En
1890 se interesaba por la telegrafiacutea sin hilos y hacia 1895 habiacutea in-
ventado un aparato con el que consiguioacute enviar sentildeales a varios kiloacute-
metros de distancia mediante una antena direccional En 1899 esta-
blecioacute la comunicacioacuten inalaacutembrica entre Inglaterra y Francia a traveacutes
del canal de la Mancha Las marinas italiana y britaacutenica pronto adop-
taron su sistema y hacia 1907 habiacutea alcanzado tal perfeccionamiento
que se establecioacute un servicio trasatlaacutentico de telegrafiacutea sin hilos para
uso puacuteblico
El descubrimiento de las ondas de radio dio lugar a un impetuoso
desarrollo de los medios de comunicacioacuten incluyendo la televisioacuten el
radar los sistemas de navegacioacuten la comunicacioacuten espacial y la telefo-
niacutea celular con infinidad de aplicaciones en otras ciencias como la me-
teorologiacutea y la astronomiacutea
Las ondas de radio son aquellas cuya frecuencia va desde unos po-
cos kilohertz (kHz) hasta 300 gigahertz (GHz) Un kilohertz equivale a
mil ciclos por segundo y un megahertz (MHz) a un milloacuten un gi-
gahertz equivale a 109 Hz o 1 000 MHz La denominada onda media de
los receptores de radio en amplitud modulada (AM) cubre el intervalo
535ndash1 605 kHz Las frecuencias mayores corresponden a las ondas
cortas de diferentes bandas
Las propiedades de las ondas de radio dependen de su frecuencia (o de su equivalente la longitud de onda ) por lo que usualmente se utili-zan ondas de radio de diferente para distintos fines Las ondas maacutes cortas poseen una frecuencia maacutes alta (maacutes oscilaciones por segundo) las maacutes largas tienen una frecuencia maacutes baja La relacioacuten entre y la frecuencia es
= c
donde c es la velocidad de la luz
En una atmoacutesfera uniforme la radiacioacuten electromagneacutetica se propa-
ga en liacutenea recta Como la superficie terrestre es praacutecticamente esfeacuterica
la comunicacioacuten radiofoacutenica a larga distancia solo es posible gracias a
que las ondas largas se reflejan en la ionosfera una regioacuten de la atmoacutes-
fera compuesta de varias capas de aire ionizado que se extiende desde
una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o
maacutes (Figura 49) En comparacioacuten la altura de vuelo de las liacuteneas aeacute-
reas comerciales es de 10 km
A estas alturas el aire estaacute enrarecido en extremo como si se hubiera hecho vaciacuteo con una bomba mecaacutenica Cuando las partiacuteculas gaseosas de la atmoacutesfera se ionizan a causa de la radiacioacuten ultravioleta del sol
tienden a permanecer ionizadas debido a las miacutenimas colisiones que se producen con otras partiacuteculas Estas partiacuteculas ionizadas son capaces de reflejar parcialmente las ondas de radio De ahiacute que soacutelo una parte de la energiacutea radiada por un transmisor hacia la ionosfera es transmitida ha-cia el exterior otra es absorbida y la restante es reflejada hacia la super-ficie de la Tierra Este uacuteltimo efecto permite la recepcioacuten de sentildeales de radio a distancias mucho mayores de lo que seriacutea posible con ondas que viajaran solo en liacutenea recta
Figura 49 Capas de la atmoacutesfera troposfera estratosfe-
ra mesosfera e ionosfera La curva quebrada indica la
temperatura seguacuten la escala superior
Las ondas de frecuencia superior a los 300 MHz ( lt 10 m) se sub-
dividen en cuatro categoriacuteas muy alta frecuencia (VHF del ingleacutes very
high frequency) ultra alta frecuencia (ultra high frequency UHF) su-
peralta frecuencia (super high frequency SHF) y extremadamente alta
frecuencia (extremely high frequency EHF) Estas ondas no se reflejan
en la ionosfera por lo que solo se pueden captar cuando el receptor se
encuentra en liacutenea recta con el emisor Sin embargo son muy uacutetiles en
las comunicaciones espaciales
Tambieacuten se usa el teacutermino microondas para designar las ondas elec-
tromagneacuteticas en la regioacuten de frecuencias UHF y EHF cuya longitud
de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm ( = 1 a 300
GHz) Las microondas tienen aplicaciones en las comunicaciones de
todo tipo viacutea sateacutelite en la meteorologiacutea la medicioacuten de distancias e
incluso se utilizan para cocinar alimentos en los hornos de microondas
En la tabla 42 aparece resumida la clasificacioacuten de las ondas de radio
de acuerdo con su frecuencia y su longitud de onda Al interaccionar
con la atmoacutesfera la atenuacioacuten no es la misma para todas las frecuen-
cias Las ondas con inferiores a unos pocos centiacutemetros son absorbi-
das por las gotas de agua o por las nubes las inferiores a 15 cm pueden
incluso quedar absorbidas por el vapor de agua que hay normalmente
en una atmoacutesfera limpia
TABLA 42
Clasificacioacuten de las ondas de radio
Frecuencia Denominacioacuten Abreviatura
3 ndash 30 kHz Muy baja frecuencia VLF 105 ndash 104 m
30-300 kHz Baja frecuencia LF 104 ndash 103 m
300-3 000 kHz Frecuencia media MF 103 ndash 102 m
3-30 MHz Alta frecuencia (on-
da corta)
HF 102 ndash 10 m
30-300 MHz Muy alta frecuencia VHF 10 ndash 1 m
300-3 000 MHz Frecuencia ultra alta UHF 1 m ndash 10 cm
3-30 GHz Frecuencia superalta SHF 10 ndash 1 cm
30-300 GHz Extremadamente alta EHF 1 cm ndash 1 mm
Transmisioacuten de potencia Horno de microondas
Una de las propiedades de la radiacioacuten de alta frecuencia al interaccio-
nar con muchos materiales es la de generar calor Los hornos de micro-
ondas funcionan en la regioacuten UHF a frecuencias cercanas a los 2 450
MHz La componente del campo eleacutectrico E de la onda interacciona
fuertemente con el momento dipolo eleacutectrico de las moleacuteculas del agua
93
y otras moleacuteculas polares que componen los alimentos Esas moleacuteculas
son forzadas a seguir las oscilaciones de la onda electromagneacutetica in-
crementaacutendose su movimiento de rotacioacuten y vibracioacuten al nivel micros-
coacutepico Un incremento microscoacutepico del movimiento se refleja en lo
macroscoacutepico como un aumento de temperatura que es transmitido a
los restantes aacutetomos y moleacuteculas por los mecanismos usuales de trans-
misioacuten del calor conveccioacuten conduccioacuten y radiacioacuten La conveccioacuten
se refiere al flujo circulatorio de gas o liacutequido desde las zonas maacutes ca-
lientes a las maacutes friacuteas la conduccioacuten al contacto directo entre soacutelidos
mientras que la radiacioacuten implica la transmisioacuten de calor por radiacioacuten
electromagneacutetica esencialmente en la regioacuten infrarroja-visible del es-
pectro (cap 5)
Las microondas no pueden penetrar en los recipientes metaacutelicos para
calentar la comida pues los metales reflejan las ondas de radio de la
misma forma que un espejo refleja la luz visible Sin embargo pueden
atravesar recipientes no metaacutelicos como vidrios ceraacutemicas o plaacutesticos
sin calentarlos para ser absorbidas solamente por los alimentos en su
interior Como la radiacioacuten penetra profundamente en los tejidos bioloacute-
gicos los alimentos se cocinan en profundidad a diferencia de lo que
ocurre en un horno convencional donde el calor se recibe solo en la
superficie y avanza lentamente de fuera hacia dentro Ademaacutes la ener-
giacutea solo se emplea en calentar los alimentos sin necesidad de elevar la
temperatura de los recipientes o de las paredes del horno Por ese moti-
vo los alimentos tardan menos en hornearse y se gasta mucha menos
energiacutea en el proceso
Cuando la intensidad de la radiacioacuten es muy alta la exposicioacuten a las
microondas puede ser muy peligrosa Tambieacuten es importante el tiempo
de exposicioacuten Tanto la alta intensidad como una larga exposicioacuten pue-
den ocasionar quemaduras cataratas oculares dantildeos en el sistema ner-
vioso o esterilidad Auacuten no se conocen bien los efectos de la exposi-
cioacuten a las microondas de baja intensidad durante largos periacuteodos
Cocina de induccioacuten
La cocina de induccioacuten trabajan a frecuencias mucho menores que las
de los hornos de microondas esencialmente en el intervalo de frecuen-
cias entre 20 y 100 kHz No calienta directamente los alimentos como
en los hornos sino que genera corrientes de Foucault en un material
ferromagneacutetico-resistivo adosado al fondo de la cazuela que finalmente
produce el calor que se emplea en cocinar los alimentos (figura 410)
Figura 410 Mecanismo del calentamiento por induccioacuten
Durante su funcionamiento el campo magneacutetico variable generado por
una bobina da origen a un campo eleacutectrico tambieacuten variable y ambos se
propagan en todas direcciones -no soacutelo como se muestra en la figura-
atravesando la vitroceraacutemica no absorbente Es la componente eleacutectrica
quien genera las corrientes y producen calentamiento por efecto Joule
en el material magneacutetico del fondo de la olla tal como ocurre en una
cocina de resistencia convencional
A diferencia de los hornos de microondas estas cocinas no se pue-
den utilizar con recipientes de loza barro tefloacuten o cualquier otro mate-
rial aislante Tampoco con cualquier recipiente de aluminio o cobre u
otro metal no magneacutetico pues a la frecuencia de trabajo de la cocina
estos metales reflejan la radiacioacuten electromagneacutetica con gran efectivi-
dad La otra diferencia esencial con los hornos de microondas donde
la radiacioacuten se mantiene confinada en su interior por paredes reflectan-
tes es que en una cocina de induccioacuten la radiacioacuten se dispersa en todas
direcciones generando contaminacioacuten electromagneacutetica en mayor o
menor grado
Investigaciones recientes muestran la posibilidad de efectos perjudicia-
les sobre los genes de diversos tipos de ceacutelulas mientras que por
95
otra parte no existen estudios que demuestren que ese intervalo de fre-
cuencias esas radiaciones sean inocuas especialmente a la intensidad
en que son emitidas con potencia suficiente para cocinar alimentos
Las posibles afectaciones incluyen efectos geneacuteticos en el feto en las
gestantes dada la cercaniacutea de la regioacuten abdominal a la fuente de radia-
ciones asiacute como roturas u otras alteraciones en los genes de espermato-
zoides y oacutevulos de personas adultas (ver artiacuteculo review de Lai H en
las referencias)
Estimacioacuten de distancias radar Los sistemas para medir distancias mediante la radiacioacuten estaacuten basados
en el radar palabra que se deriva del ingleacutes radio detection and ran-
ging El radar detecta objetos fuera del alcance de la vista y determina
a queacute distancia se encuentran al proyectar sobre ellos ondas de radio Se
comenzoacute a utilizar de manera generalizada durante la II Guerra Mun-
dial (1939-1945)
Su funcionamiento estaacute basado en la propiedad que tienen las ondas
electromagneacuteticas de reflejarse en determinadas superficies En un
equipo de radar un transmisor de radio de alta frecuencia emite un haz
de radiacioacuten durante un corto periacuteodo con una que puede ir desde
algunos centiacutemetros hasta cerca de 1 metro Los objetos que se hallan
en la trayectoria del haz reflejan las ondas de regreso hacia el transmi-
sor donde se coloca un receptor especialmente disentildeado para detectar-
las Midiendo por medios electroacutenicos el tiempo que tarda la sentildeal en ir
y regresar hasta el blanco y conocida la velocidad de propagacioacuten de la
sentildeal (asymp 300 000 kms) es posible calcular la distancia hasta el objeto
donde se reflejoacute el haz En un equipo de radar el proceso de transmi-
sioacuten-recepcioacuten de impulsos ocurre continuamente en fracciones de
segundo
El radar no solo detecta la presencia de un objeto remoto como un
avioacuten en el aire sino que es capaz de fijar su posicioacuten en el espacio su
tamantildeo y su forma aproximada asiacute como la direccioacuten de su movimien-
to y su velocidad
Aunque en sus oriacutegenes fue un instrumento beacutelico hoy se utiliza
ampliamente para fines paciacuteficos como la navegacioacuten mariacutetima y el
control de traacutefico aeacutereo El radar ha encontrado una aplicacioacuten casi
universal en la meteorologiacutea y la prediccioacuten del tiempo ademaacutes de
localizar perturbaciones importantes como los huracanes o los tornados
tambieacuten se usa para efectuar el seguimiento de las condiciones climato-
loacutegicas locales Los radares meteoroloacutegicos proporcionan informacioacuten
acerca del volumen de las precipitaciones y permiten alertar con antela-
cioacuten sobre posibles inundaciones Los maacutes recientes dan la posibilidad
de medir la velocidad del viento cuando hay tormenta a partir de un
fenoacutemeno conocido como efecto Doppler
Radares de otro tipo son utilizados por la policiacutea de traacutensito para de-
terminar la velocidad de los vehiacuteculos y cuantificar la densidad del
traacutefico en las calles principales Tambieacuten para controlar automaacutetica-
mente los semaacuteforos Por ejemplo hay sistemas que pueden proyectar
la luz roja automaacuteticamente si el vehiacuteculo se acerca a un cruce de cui-
dado con una velocidad por encima del liacutemite permitido
Resonancia magneacutetica Otro tipo de interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia en la regioacuten de
altas frecuencias es la resonancia magneacutetica Existen diversos tipos
nuclear paramagneacutetica electroacutenica ferromagneacutetica antiferromagneacutetica
de ondas de spin cuadrupolar nuclear y resonancia de spin de electro-
nes de conduccioacuten todas se aplican mayormente en la investigacioacuten
cientiacutefica Se describiraacute solamente la resonancia magneacutetica nuclear
(RMN) ya que es la maacutes conocida por haberse extendido su uso como
herramienta de diagnoacutestico en la medicina
La RMN no implica radiactividad ni ninguacuten otro tipo de radiacioacuten
ionizante pues se trabaja uacutenicamente en la regioacuten de radiofrecuencias
El nuacutecleo atoacutemico posee un momento magneacutetico N similar al momen-
to magneacutetico de spin del electroacuten s Como su valor es miles de veces
menor que el de s no es necesario tomarlo en cuenta al analizar las
propiedades diamagneacuteticas paramagneacuteticas o ferromagneacuteticas de una
determinada sustancia
Sin embargo cuando se hace incidir radiacioacuten de frecuencia ade-
cuada sobre una sustancia que a la vez estaacute sometida a un campo mag-
neacutetico estaacutetico de gran intensidad el momento magneacutetico nuclear es
capaz de interaccionar con esa radiacioacuten y absorber gran cantidad de
energiacutea Esto es precisamente lo que caracteriza una resonancia la
absorcioacuten soacutelo tiene lugar a una frecuencia especiacutefica (o en un intervalo
de frecuencias muy estrecho a su alrededor) y no a cualquier frecuen-
cia
97
Como fuente de radiacioacuten se utiliza una bobina por la que circula
una corriente alterna de frecuencia adecuada (figura 411)
La descripcioacuten de lo que ocurre seguacuten la fiacutesica claacutesica es la si-
guiente cuando el campo estaacutetico externo (de intensidad Bo en la figu-
ra) interacciona con los momentos magneacuteticos nucleares tiende a ali-
nearlos en una direccioacuten paralela a las liacuteneas de induccioacuten perpendicu-
lar al polo del electroimaacuten en la figura Sin embargo esta alineacioacuten no
llega a ser perfecta pues los momentos magneacuteticos tienen tendencia a
rotar alrededor de las liacuteneas de induccioacuten Este movimiento particular
de rotacioacuten se conoce como precesioacuten similar al cabeceo de los trom-
pos cuando van perdiendo velocidad se ha representado por la flecha (o
vector) en el recuadro a la derecha de la figura 411
Figura 411 Esquema de un experimento de reso-
nancia magneacutetica
El nuacutemero de rotaciones por segundo que realiza el vector es la fre-
cuencia de precesioacuten o que depende de Bo seguacuten la expresioacuten o =
4258Bo (o en MHz y Bo en T) Cuando la frecuencia de la sentildeal
externa aplicada coincide con o se produce la resonancia Asiacute para
lograr la resonancia de los protones del agua si Bo = 05 T se necesita
aplicar una sentildeal en la bobina de 213 MHz aproximadamente Esta
particularidad de interaccionar con los protones del agua se utiliza en
los equipos modernos de obtencioacuten de imaacutegenes por resonancia magneacute-
tica para diagnoacutestico meacutedico (capiacutetulo 6)
Deteccioacuten de metales El desarrollo de instrumentos capaces de detectar metales bajo tierra
mediante ondas de radio estaacute asociado a los primeros ensayos de em-
plear esas ondas en sistemas de orientacioacuten aeacuterea alrededor de 1920
Estos intentos proporcionaron versiones primitivas de los modernos
radiogonioacutemetros que se utilizan hoy diacutea en la navegacioacuten mariacutetima y
aeacuterea Se buscaba que los aviones fueran capaces de orientarse en diacuteas
muy nubosos o con niebla para esto se utilizaba como emisor de ondas
la torre transmisora de alguna estacioacuten local de radio de ubicacioacuten co-
nocida Como sistema receptor en el aeroplano capaz de determinar la
direccioacuten de la emisora se utilizaba una antena direccional en forma de
aro o anillo metaacutelico abierto con los extremos unidos por conductores
al equipo receptor de radio
La antena direccional funciona de la manera siguiente cuando el
plano de la circunferencia que forma la antena receptora se encuentra
paralelo a la liacutenea recta que va desde el avioacuten a la antena emisora la
recepcioacuten es maacutexima cuando este plano estaacute perpendicular a esa liacutenea
lo que equivale a rotar la antena frac14 de vuelta de su posicioacuten de maacutexima
recepcioacuten la recepcioacuten es praacutecticamente nula La mayoriacutea de los recep-
tores de amplitud modulada (AM) poseen en su interior antenas de este
tipo en forma de bobina con muchas vueltas de alambre (enrolladas
usualmente sobre un nuacutecleo de ferrita figura 412) por lo que la inten-
sidad de la recepcioacuten depende fuertemente de la orientacioacuten del recep-
tor respecto a la emisora Cuando el extremo de la bobina apunta direc-
tamente hacia la fuente emisora la sentildeal es miacutenima y puede llegar a
anularse totalmente
Figura 412 Dependencia de la recepcioacuten de la
sentildeal en funcioacuten del aacutengulo de la antena con la ra-
diacioacuten incidente
Este efecto de recepcioacuten nula cuando la espira estaacute orientada hacia la
direccioacuten de la fuente emisora es el principio baacutesico de operacioacuten de los
antiguos sistemas de orientacioacuten aeacuterea pues la posicioacuten de no recep-
cioacuten es muy precisa y se utilizaba para situar al avioacuten en la direccioacuten
determinada
La direccioacuten que se iba a seguir se determinaba girando la antena re-
ceptora hasta obtener sentildeal cero El piloto podiacutea entonces ir corrigiendo
a conveniencia la direccioacuten del vuelo hasta lograr la direccioacuten deseada
Sin embargo ya desde los primeros intentos de llevar a cabo esta
teacutecnica de orientacioacuten surgiacutean errores significativos cuando se sobrevo-
laban determinados territorios Diferentes pilotos en diversos aviones
guiaacutendose por la misma estacioacuten emisora encontraban siempre los
mismos errores en los mismos lugares Investigaciones posteriores re-
velaron que donde ocurriacutean las interferencias habiacutea yacimientos mine-
rales con alto contenido de metal o existiacutean grandes construcciones de
ese material como por ejemplo el techo de tejas metaacutelicas de una gran
faacutebrica
Finalmente se logroacute encontrar la siguiente explicacioacuten una antena
emisora emite radiacioacuten en todas direcciones Si la sentildeal posee suficien-
te intensidad seraacute capaz de inducir corrientes significativas en un buen
conductor como un techo metaacutelico o un gran tanque de agua o combus-
tible Esas corrientes inducidas son capaces de emitir a su vez una
sentildeal secundaria con la frecuencia de la fuente original tambieacuten en
todas direcciones aunque de mucha menor intensidad No obstante si
el receptor utilizado en un avioacuten es sensible las sentildeales secundarias se
detectaraacuten superpuestas a la sentildeal original cuando el avioacuten se encuentra
cerca de la fuente secundaria
Para obtener la sentildeal cero que serviacutea de referencia al piloto el plano
de la antena del avioacuten debiacutea estar perfectamente perpendicular a la di-
reccioacuten de la antena emisora Como la radiacioacuten de la antena emisora y
la reflejada por el emisor secundario no proveniacutean de la misma direc-
cioacuten no era posible lograr que la sentildeal en la antena receptora del avioacuten
se anulara totalmente y de ahiacute los errores de orientacioacuten detectados
(que pueden corregirse faacutecilmente una vez conocido su origen)
Se atribuye al teacutecnico de sistemas de navegacioacuten aeacuterea Gerhard Fis-
her la sugerencia de que la radiacioacuten secundaria emitida por el metal
podiacutea ser utilizada para la deteccioacuten de metales soterrados Esa praacutectica
ha tenido un gran desarrollo hasta nuestros diacuteas
100
Los detectores de metal contemporaacuteneos utilizan una sola antena
que trabaja alternadamente como emisor y receptor durante fracciones
de segundo en forma similar a como lo hace la antena de radar La
antena va ubicada en una especie de plato llano colocado en el extremo
de una barra o mango de sujecioacuten que contiene los circuitos electroacuteni-
cos y la bateriacutea que energiza el instrumento (figura 413)
Figura 413 Detector de metales Tomado de
httpschoolmechuwaeduau
En su estado baacutesico de funcionamiento el equipo no detecta sentildeal
alguna Cuando el plato se desplaza cerca del suelo o de una pared don-
de se halla enterrado alguacuten objeto metaacutelico como por ejemplo una
tuberiacutea aparece una sentildeal de rechazo causada por la radiacioacuten secun-
daria emitida por el metal Esa sentildeal origina una FEM inducida en la
antena que se puede amplificar por medios electroacutenicos para generar
sonido en un audiacutefono desviar una aguja indicadora o emitir una sentildeal
luminosa revelando asiacute la presencia del metal oculto
Un detector tiacutepico en el mercado pesa 375 libras opera a la fre-
cuencia de 12 kHz tiene sintoniacutea manual o automaacutetica a eleccioacuten es
capaz de indicar la profundidad a que se encuentra el metal y se energi-
za con 8 bateriacuteas tipo AA capaces de mantener trabajando el instru-
mento de 25 a 35 horas en reacutegimen de bajo consumo (utilizando audiacute-
fonos para ahorrar energiacutea) Los detectores maacutes sofisticados son capa-
ces de diferenciar entre diversos metales
101
Sistemas de deteccioacuten basados en principios similares se emplean en
el control de aduana de los aeropuertos para revelar la posible presencia
de armas ocultas las bobinas estaacuten insertadas en el marco de una puerta
que el viajero debe atravesar Tambieacuten existen detectores portaacutetiles del
tamantildeo aproximado de un teleacutefono celular en este caso un operador
desplaza el instrumento cerca de la persona examinada a pocos centiacute-
metros de los lugares del cuerpo de donde pudiera existir alguacuten arma
disimulada
En algunos paiacuteses son bastante comunes los buscadores de tesoros
aficionados que dedican su tiempo libre a hacer campismo en locacio-
nes donde hubo asentamientos humanos en otras eacutepocas o se efectua-
ron batallas importantes Los buscadores utilizan el detector de metal
para rastrear monedas antiguas armas hebillas adornos o cualquier
otro objeto metaacutelico algunos de estos objetos pueden alcanzar un gran
valor en la actualidad Otros se dedican a buscar anillos monedas o
prendas de valor perdidas en las arenas de las playas
Tambieacuten se construyen detectores especializados para buscar debajo
del agua Hay revistas dedicadas exclusivamente a estos temas que
aconsejan doacutende y coacutemo buscar reportan hallazgos de importancia y
ofrecen consejos teacutecnicos sobre los instrumentos a utilizar En los con-
flictos beacutelicos se utilizaron por mucho tiempo detectores de minas simi-
lares a los empleados por los buscadores de tesoros Actualmente no
son muy efectivos dada la proliferacioacuten de minas de plaacutestico y de ma-
dera desarrolladas precisamente con el fin de evitar su deteccioacuten me-
diante estos instrumentos
El radar de penetracioacuten terrestre Tambieacuten conocido como radar de sondeo terrestre o georradar el RPT
es un instrumento que trabaja en forma muy parecida a un radar con-
vencional Se considera que se aplicoacute por primera vez en Austria en
1929 para determinar el espesor de un glaciar Su antena transmisora
enviacutea pulsos cortos de alta frecuencia hacia la tierra Cuando la radia-
cioacuten encuentra un objeto o una frontera con diferente permitividad die-
leacutectrica aparecen variaciones en la sentildeal reflejada e informacioacuten de la
distancia a que se encuentra Hay muchos tipos y modelos especializa-
dos para diferentes aplicaciones 102
La profundidad de penetracioacuten de la sentildeal estaacute limitada por la con-
ductividad del terreno la frecuencia utilizada y la potencia radiada
Cuando la conductividad del suelo aumenta la penetracioacuten disminuye
porque la radiacioacuten se disipa maacutes faacutecilmente en forma de calor Las
altas frecuencias proporcionan mejor resolucioacuten pero penetran menos
que las bajas frecuencias En los suelos arenosos o en materiales com-
pactos y secos como el granito la piedra caliza y el hormigoacuten usual-
mente se logra una buena penetracioacuten (hasta 15 metros) En los suelos
huacutemedos o arcillosos u otros con alta conductividad eleacutectrica la pene-
tracioacuten es algunas veces de solo unos pocos centiacutemetros En el hielo la
radiacioacuten penetra cientos de metros
El radar de penetracioacuten terrestre se puede utilizar en gran cantidad
de medios diferentes que incluyen rocas suelos hielo agua pavimen-
tos y estructuras Puede detectar objetos enterrados cambios en el ma-
terial del suelo y subsuelo hendiduras y cavidades En las ciencias de la
tierra se usa para estudiar los lechos de roca el agua subterraacutenea y el
hielo Las aplicaciones de ingenieriacutea incluyen ensayos no destructivos
de estructuras y pavimentos la localizacioacuten de tuberiacuteas soterradas y el
estudio de las caracteriacutesticas del terreno En la arqueologiacutea se usa para
hacer levantamientos y mapas de yacimientos y sitios arqueoloacutegicos en
lo militar para la deteccioacuten de minas explosivos sin detonar y tuacuteneles
Una determinacioacuten tiacutepica con un equipo de RPT proporciona un per-
fil o seccioacuten laminar bajo la superficie Un conjunto de perfiles sirve
para construir una imagen tridimensional tomograacutefica Los datos se
pueden representar como bloques tridimensionales o en forma de cor-
tes horizontales o verticales Los cortes horizontales son mapas planos a
una profundidad determinada y por ello suelen ser los favoritos de los
arqueoacutelogos
103
CAPIacuteTULO 5
RADIACIOacuteN DE MAacuteS ALTA FRECUENCIA
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Las propiedades de la radiacioacuten electromagneacutetica difieren notablemente
de las propiedades de la sustancia Por ejemplo la radiacioacuten no posee
masa en reposo (no es posible pesarla en una balanza aunque en deter-
minadas condiciones siacute resulta posible asociarle una cierta masa efecti-
va) No obstante en la medida que la longitud de onda disminuye y la
frecuencia aumenta la radiacioacuten comienza a manifestar propiedades
no del todo acordes con una onda A frecuencias suficientemente altas
la energiacutea que la radiacioacuten es capaz de entregar no se transfiere de for-
ma continua sino en cantidades especiacuteficas o cuantos de valor ε = h
como si en vez de una onda estuvieacuteramos en presencia de un lsquochorrorsquo o
flujo de partiacuteculas (figura 51) En la expresioacuten anterior h es una cons-
tante de valor conocido la constante de Planck
Figura 51 Efecto fotoeleacutectrico
104
Se acostumbra designar esta caracteriacutestica muy particular de la ra-
diacioacuten electromagneacutetica como dualidad partiacutecula-onda indicando asiacute
que la radiacioacuten tiene un comportamiento que mezcla particularidades
de una onda y de un flujo de partiacuteculas Esta dualidad es praacutecticamente
indetectable en las ondas de radio pero en la regioacuten del espectro visible
y por encima de este se manifiesta en toda su plenitud
Las partiacuteculas luminosas fueron nombradas fotones por Albert
Einstein quien logroacute dar explicacioacuten al hasta entonces inexplicable
efecto fotoeleacutectrico que consiste en la expulsioacuten de electrones de un
metal cuando sobre eacutel incide luz de determinada frecuencia Einstein
consideroacute que cuando un electroacuten interacciona con un fotoacuten absorbe
toda su energiacutea h Si esa energiacutea es suficiente para vencer las fuerzas
de atraccioacuten de los nuacutecleos atoacutemicos el electroacuten es expulsado del me-
tal
La dualidad de la luz se manifiesta incluso en la expresioacuten matemaacute-
tica de su energiacutea ε = h pues ε se refiere a una partiacutecula especiacutefica y
es la frecuencia que se obtiene suponiendo que la radiacioacuten es una
onda no una partiacutecula Sin embargo a pesar de esta contradiccioacuten on-
da-partiacutecula el concepto dual funciona perfectamente y permitioacute prede-
cir (incluso cuantitativamente) lo que sucederiacutea en diversas situaciones
desconocidas La teoriacutea de Einstein logroacute explicar muchas caracteriacutesti-
cas del efecto fotoeleacutectrico que no podiacutean explicarse considerando la
luz como una onda electromagneacutetica Por ejemplo la energiacutea maacutexima
de los electrones expulsados es independiente de la intensidad de la luz
efecto imposible de explicar a partir del modelo ondulatorio El caraacutecter
dual de la radiacioacuten se verificoacute completamente en otros experimentos
posteriores y es hoy aceptado universalmente
El teacutermino efecto fotoeleacutectrico tambieacuten puede referirse a otros tres
procesos la fotoionizacioacuten la fotoconduccioacuten y el efecto fotovoltaico
La fotoionizacioacuten es la ionizacioacuten de un gas por la luz u otra radiacioacuten
electromagneacutetica Si los fotones tienen suficiente energiacutea logran sepa-
rar uno o maacutes electrones externos de los aacutetomos de gas
En la fotoconduccioacuten los electrones de sustancias soacutelidas cristalinas
no conductoras absorben la energiacutea de los fotones y adquieren asiacute sufi-
ciente energiacutea para poder conducir la electricidad En el efecto fotovol-
taico de los semiconductores los fotones crean pares electroacuten-hueco
105
Un lsquohuecorsquo es la falta de un electroacuten en un enlace quiacutemico y se
comporta como una partiacutecula en determinadas condiciones Las celdas
solares o celdas fotoeleacutectricas hechas de silicio arseniuro de galio u
otro material similar convierten directamente la radiacioacuten en electrici-
dad mediante el efecto fotovoltaico
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Las radiaciones electromagneacuteticas se pueden clasificar en dos grandes
grupos en dependencia de si pueden arrancar electrones de la envoltura
atoacutemica o no radiaciones ionizantes y no ionizantes
Las ionizantes son aquellas que corresponden a frecuencias muy al-
tas (ultravioleta (UV) lejano rayos X y rayos ) donde la energiacutea es
suficiente para romper los enlaces quiacutemicos e ionizar los aacutetomos A las
frecuencias maacutes bajas (luz visible microondas y radio) la energiacutea del
fotoacuten no es suficiente para romper enlaces quiacutemicos la radiacioacuten es no
ionizante En la tabla 51 aparecen algunas caracteriacutesticas de la interac-
cioacuten de la radiacioacuten con la sustancia incluyendo las ondas de radio ya
analizadas en el capiacutetulo 4
TABLA 51
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia
Tipo
de radiacioacuten Caracteriacutesticas
Ionizante Ioniza o rompe las moleacuteculas (UV lejano
rayos X y )
No ionizante
(oacuteptica)
Excita los electrones e induce reacciones quiacute-
micas (UV cercano visible e IR)
No ionizante
(radio tipo A)
Induce corrientes e interacciona con los dipo-
los produciendo el calentamiento de los tejidos
(microondas y radio AF)
No ionizante
(radio tipo B)
Praacutecticamente no produce calentamiento
(campos de frecuencia industrial y radio por
debajo de 1 MHz)
106
Radiacioacuten y organismo vivo
Tanto la radiacioacuten ionizante como la no ionizante pueden causar efectos
notables en los tejidos Las radiaciones UV visible e IR dan lugar a la
excitacioacuten electroacutenica de las moleacuteculas aunque no a su ionizacioacuten Sin
embargo esa excitacioacuten puede favorecer alguacuten tipo de reaccioacuten foto-
quiacutemica Ejemplos tiacutepicos son la fotosiacutentesis en las plantas y la produc-
cioacuten de vitamina D en la piel bajo la accioacuten de la luz solar
Las emisiones de radio y microondas por encima de 1 MHz pueden
inducir calor directamente en los tejidos mediante diferentes efectos
Por debajo de 1 MHz la radiacioacuten es muy poco eficiente para producir
calor la correspondiente longitud de onda es mayor que la longitud
del cuerpo humano y la radiacioacuten lo atraviesa sin mayores efectos co-
nocidos En esta uacuteltima regioacuten se incluyen las ondas de radio de baja
frecuencia y las de frecuencia industrial asociadas a las liacuteneas de
transmisioacuten de la energiacutea eleacutectrica (50 o 60 Hz seguacuten el paiacutes conside-
rado)
La capacidad de penetracioacuten en los organismos vivos tampoco es la
misma para los diferentes tipos de radiacioacuten electromagneacutetica Las on-
das de radio y los rayos X son capaces de atravesar faacutecilmente las sus-
tancias bioloacutegicas mientras que la radiacioacuten visible y ultravioleta se
absorbe completamente en su superficie En las tablas 52 y 53 se re-
sume la clasificacioacuten de las radiaciones ionizantes y no ionizantes
atendiendo a su frecuencia asiacute como algunas de sus aplicaciones en las
regiones de radio y microondas
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Radiaciones infrarroja y visible
Cuando la longitud de onda de la radiacioacuten es del orden de varios cien-
tos de nanoacutemetros nos encontramos en la regioacuten del espectro corres-
pondiente al infrarrojo (IR) visible y ultravioleta (UV) La longitud de
onda de la radiacioacuten IR es menor que la de las ondas de radio y mayor
que la de la luz visible la longitud de onda variacutea entre 0001 y 1 mi-
liacutemetro aproximadamente Su efecto principal al incidir sobre cualquier
objeto es generar calor y elevar la temperatura de su superficie La ra-
diacioacuten infrarroja es la principal responsable de la sensacioacuten de calor
que se siente al acercar la mano a un objeto caliente aunque este no se
encuentre en estado incandescente ni emita luz
Todos los cuerpos incluyendo el cuerpo humano emiten radiacioacuten
infrarroja en mayor o menor grado razoacuten por la cual esa radiacioacuten se
puede utilizar para obtener imaacutegenes de objetos lejanos ocultos por la
bruma atmosfeacuterica que dispersa la luz visible pero no la radiacioacuten
infrarroja
La fotografiacutea infrarroja desarrollada hacia 1880 se ha convertido en
la actualidad en una importante herramienta de diagnoacutestico en la agri-
cultura la industria y la medicina En este uacuteltimo caso el empleo de
teacutecnicas infrarrojas permite observar situaciones patoloacutegicas que no
pueden verse a simple vista o en una radiografiacutea
En medicina se llama termografiacutea a la medida del calor corporal
emitido por la piel Mediante placas fotograacuteficas o receptores de ima-
gen sensibles a los rayos infrarrojos se pueden obtener termogramas de
la totalidad o parte del cuerpo Las variaciones de la temperatura en la
epidermis dependen entre otros factores del nuacutemero de vasos sanguiacute-
neos y de su cercaniacutea a la superficie corporal Imaacutegenes anormales
permiten diagnosticar una enfermedad Por ejemplo un punto caliente
en un lugar no acostumbrado puede indicar el desarrollo de un caacutencer
mientras que un punto friacuteo puede indicar un bloqueo del torrente san-
guiacuteneo como el producido por una trombosis
Dispositivos infrarrojos como los empleados en los conflictos beacuteli-
cos permiten ver objetos en la oscuridad e incluso a traveacutes de otros
objetos La teledeteccioacuten mediante fotografiacutea infrarroja aeacuterea y orbital
se ha empleado para observar las condiciones de las cosechas y el dantildeo
producido por insectos y enfermedades en grandes zonas agriacutecolas asiacute 110
como para localizar depoacutesitos minerales En los uacuteltimos antildeos la detec-
cioacuten IR se ha aplicado intensamente en la astronomiacutea
La naturaleza nos ha dotado de un instrumento que permite detectar
la radiacioacuten electromagneacutetica en el intervalo aproximado de 380 a 760
nanoacutemetros ese instrumento es el ojo El ojo humano es un oacutergano
complejo que posee un lente capaz de adaptarse a la distancia del objeto
que se enfoca para obtener una imagen niacutetida (el cristalino) Los conos
y los bastoncillos ceacutelulas especializadas en el fondo del ojo son capa-
ces de separar diferentes longitudes de onda proporcionaacutendonos dife-
rentes sensaciones de color Asiacute la radiacioacuten de longitud de onda cer-
cana a los 380 nm produce la sensacioacuten de violeta mientras que la de
760 nm produce la sensacioacuten de rojo Las longitudes de onda interme-
dias proporcionan todos los restantes colores de forma continua pasan-
do del rojo a los tonos naranjas amarillos verdes azules y violetas a
medida que la longitud de onda disminuye (figura 52)
Figura 52 Espectro visible
Estiacutemulos fiacutesicos diferentes pueden producir una misma sensacioacuten
de color en el ojo Asiacute una mezcla de luces roja y verde de intensidades
apropiadas parece exactamente igual a una luz amarilla espectral aun-
que la mezcla no contiene radiacioacuten de longitud de onda correspondien-
te al amarillo Se puede lograr cualquier sensacioacuten de color mezclando
diversas intensidades de luz roja azul y verde Por eso estos colores se
denominan ldquoaditivos primariosrdquo Si se mezclan los colores primarios
con intensidades aproximadamente iguales se produce la sensacioacuten de
luz blanca
Ademaacutes existen parejas de colores espectrales puros que al mezclar-
los en la proporcioacuten adecuada tambieacuten producen luz blanca se deno-
minan ldquocolores complementariosrdquo Entre esos pares figuran determina-
dos amarillos y azules o rojos y verdes azulados Esta propiedad se usa
para obtener los colores adecuados en las pantallas luminosas de televi-
sores y monitores de computadoras
Muchas fuentes de luz artificiales o naturales como el Sol emiten
luz blanca que es en realidad una mezcla de muchas longitudes de onda
Cuando esta luz pasa por un prisma se separa en sus componentes es-
pectrales (cada longitud de onda se desviacutea o refracta un aacutengulo dife-
rente) y se obtiene un haz coloreado La luz roja es la que menos se
refracta y la violeta la maacutes refractada El fenoacutemeno es faacutecilmente de-
tectable en los bordes biselados de un espejo o de cualquier otro objeto
transparente La dispersioacuten de la luz tambieacuten tiene lugar en la atmoacutesfera
tras la lluvia cuando quedan pequentildeas gotas de agua pulverizada como
remanentes Esas pequentildeas gotas actuacutean como prismas dando lugar al
arco iris
No es posible en tan breve espacio hacer una descripcioacuten detallada
de todos los posibles fenoacutemenos y aplicaciones en los que interviene la
luz visible ni siquiera mencionar los maacutes importantes Cualquier carre-
ra de ciencias e ingenieriacutea usualmente dedica todo un semestre o buena
parte de eacutel al estudio de la oacuteptica y las propiedades y aplicaciones de la
luz visible (refraccioacuten interferencia difraccioacuten absorcioacuten cuantifica-
cioacuten presioacuten de la luzhellip) Es por eso que solo hemos seleccionado dos
ejemplos que ilustran la gran importancia de la radiacioacuten visible en el
mundo que nos rodea
Fotosiacutentesis
Como primer ejemplo consideremos la fotosiacutentesis Este es el proceso
mediante el cual los organismos con clorofila como las plantas verdes
las algas y algunas bacterias reciben energiacutea de la luz y la utilizan para
elaborar diferentes productos quiacutemicos Conjuntamente se consume
CO2 y se produce oxiacutegeno
Con la excepcioacuten de la pequentildea contribucioacuten de las fuentes eoacutelicas
geoteacutermicas hidroeleacutectricas fotovoltaicas y las plantas de energiacutea nu-
clear praacutecticamente toda la energiacutea restante que consume la biosfera
terrestre procede de la fotosiacutentesis Las plantas absorben la energiacutea
solar directamente en forma de radiacioacuten para desarrollarse los herbiacute-
voros absorben esa energiacutea indirectamente al nutrirse de las plantas y
los carniacutevoros tambieacuten la recolectan cuando se alimentan de los herbiacute-
voros Ademaacutes los combustibles foacutesiles como el petroacuteleo y la hulla
almacenan la energiacutea solar capturada hace millones de antildeos mediante la
fotosiacutentesis
Una ecuacioacuten generalizada y no ajustada de la fotosiacutentesis en pre-
sencia de luz seriacutea
CO2 + 2H2A + luz + clorofila = (CH2) + H20 + H2A
donde el teacutermino H2A de la foacutermula representa un compuesto oxida-
ble del cual se pueden extraer electrones CO2 es el dioacutexido de carbono
y CH2 una generalizacioacuten de los hidratos de carbono que incorpora el
organismo vivo La clorofila actuacutea como catalizador y no se transfor-
ma En la gran mayoriacutea de las algas y las plantas verdes H2A es agua
(H2O) pero en algunas bacterias fotosinteacuteticas H2A es anhiacutedrido sulfuacute-
rico (H2S)
La fotosiacutentesis con agua es la maacutes importante y conocida tiene lugar
en dos etapas la primera consiste en una serie de reacciones que de-
penden de la luz y son independientes de la temperatura la segunda
etapa consiste en otra serie de reacciones que dependen de la tempera-
tura y son independientes de la luz La ecuacioacuten completa y ajustada de
la fotosiacutentesis para la glucosa en la que el agua actuacutea como donante de
electrones y en presencia de luz es
6CO2 + 12H20 = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Laacuteser El laacuteser es un ejemplo de instrumento oacuteptico que ha tenido un sinfiacuten de
aplicaciones en ramas muy diversas de la ciencia y la tecnologiacutea mo-
derna Del ingleacutes Light Amplification by Stimulated Emission of Radia-
tion fue inventado alrededor de 1960 pero no estaacute del todo clara su
paternidad
Una fuente de luz ordinaria se caracteriza porque la radiacioacuten emiti-
da desde cada punto de la fuente oscila en forma independiente de la
emitida por los restantes puntos la radiacioacuten no es coherente Los laacutese-
res son laacutemparas que emiten luz en forma coherente logrando que las
radiaciones emitidas por todos los puntos de la fuente oscilen al uniacute-
sono en fase o de forma acompasada una representacioacuten de lo que esto
significa aparece en la figura 53 La coherencia hace que la luz laacuteser
pueda ser extremadamente intensa muy direccional y con una gran
pureza de color
Existen laacuteseres que trabajan en frecuencias que van desde el infra-
rrojo hasta los rayos X Seguacuten la sustancia que emplean para generar la
luz suelen denominarse de estado soacutelido de gas a semiconductores y
liacutequidos 113
En un laacuteser los aacutetomos de determinadas sustancias lsquoalmacenanrsquo la
luz durante fracciones de segundo y la emiten posteriormente en forma
coherente Primero los electrones de los aacutetomos en la sustancia activa
son llevados a un estado excitado por una fuente de radiacioacuten externa
despueacutes esos aacutetomos son estimulados para que emitan la energiacutea alma-
cenada en forma de fotones mediante un proceso conocido como emi-
sioacuten estimulada
Figura 53 Esquema de un laacuteser de rubiacute y formacioacuten del haz de luz coherente
Los fotones emitidos tienen una frecuencia que depende de los aacuteto-
mos de la sustancia en cuestioacuten y se desplazan en forma coherente con
los fotones de la radiacioacuten que los estimula estos fotones chocan a su
vez con otros aacutetomos excitados y liberan nuevos fotones De esta forma
la luz se va amplificando a medida que los fotones se desplazan en uno
u otro sentido entre dos espejos paralelos desencadenando nuevas emi-
siones estimuladas Al mismo tiempo parte de la luz se ldquofiltrardquo por uno
de los espejos que es solo parcialmente reflectante y puede entonces
ser utilizada con fines praacutecticos
La excitacioacuten se realiza mediante la luz de tubos de destello de xe-
noacuten laacutemparas de arco o laacutemparas de vapor metaacutelico Normalmente el
laacuteser funciona por pulsos generando destellos de luz intensa de muy
corta duracioacuten
La figura 53 muestra el esquema de uno de los primeros laacuteseres el
de rubiacute Aunque el rubiacute es una piedra preciosa de origen mineral es
posible obtener rubiacutees sinteacuteticos a partir de una mezcla de oacutexidos de
aluminio y cromo a altas temperaturas La siacutentesis permite optimizar la
forma y contenido de impurezas del producto final con vistas a su apli-
cacioacuten Los iones de Cr3+ son capaces de excitarse con una fuente de
xenoacuten y emitir luz roja de gran intensidad Los extremos de la varilla se 114
tallan de forma que las superficies de los extremos sean paralelas y
tengan una longitud adecuada y se recubren con una capa reflectante
no metaacutelica para formar los espejos
El principal peligro al trabajar con laacuteseres es el dantildeo ocular ya que
el ojo concentra la luz laacuteser igual que cualquier otro tipo de luz Por
eso el haz del laacuteser no debe nunca incidir sobre los ojos ni siquiera por
reflexioacuten
Los usos actuales del laacuteser son praacutecticamente ilimitados En la in-
dustria se emplean como fuente de calor muy localizada Es posible
enfocar sobre un punto pequentildeo un haz de laacuteser potente con lo que se
logra una enorme densidad de energiacutea capaz de calentar fundir o vapo-
rizar materiales de forma precisa Se usan para taladrar diamantes mo-
delar maacutequinas herramientas recortar componentes microelectroacutenicos
grabar datos en discos compactos CD y DVD cortar patrones de mo-
das y sintetizar nuevos materiales
El potente y breve pulso producido por un laacuteser tambieacuten hace posi-
bles fotografiacuteas de alta velocidad con un tiempo de exposicioacuten de algu-
nas billoneacutesimas de segundo Tambieacuten se utilizan laacuteseres para medir
distancias con gran precisioacuten y alinear las estructuras en la construccioacuten
de carreteras y edificios
En la investigacioacuten cientiacutefica se emplean para detectar los movi-
mientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodeacutesicas son
los detectores maacutes eficaces de ciertos tipos de contaminacioacuten atmosfeacute-
rica y se han empleado igualmente para determinar la distancia varia-
ble entre la Tierra y la Luna
Como la luz del laacuteser es muy direccional y monocromaacutetica resulta
faacutecil detectar cantidades muy pequentildeas de luz dispersa o modificacio-
nes en su frecuencia al interaccionar con las sustancias midiendo estos
cambios los cientiacuteficos han conseguido estudiar las estructuras internas
de las moleacuteculas
Los laacuteseres han hecho que se pueda determinar la velocidad de la luz
con una precisioacuten sin precedentes tambieacuten permiten inducir reacciones
quiacutemicas de forma selectiva y detectar la existencia de trazas de impu-
rezas en una muestra La luz de un laacuteser puede viajar largas distancias
por el espacio exterior con una pequentildea reduccioacuten de la intensidad de la
sentildeal A causa de su alta frecuencia la luz laacuteser puede transportar por
ejemplo 1000 veces maacutes canales de televisioacuten de lo que transportan las
microondas por lo que el laacuteser resulta ideal para las comunicaciones
espaciales
Se han desarrollado fibras oacutepticas de baja peacuterdida que transmiten luz
laacuteser para la comunicacioacuten terrestre en sistemas telefoacutenicos y redes de
computadoras Se han empleado teacutecnicas laacuteser para registrar informa-
cioacuten con una densidad muy alta por ejemplo la luz laacuteser simplifica el
registro de un holograma sistema que permite grabar y reconstruir
imaacutegenes tridimensionales Los sistemas de guiado por laacuteser para misi-
les aviones y sateacutelites son muy comunes en la tecnologiacutea militar
Finalmente el laacuteser tambieacuten se usa intensamente en la medicina
Utilizando haces intensos y estrechos es posible cortar y cauterizar cier-
tos tejidos en una fraccioacuten de segundo sin dantildear al tejido sano circun-
dante Se ha empleado el laacuteser para ldquosoldarrdquo la retina perforar el craacute-
neo reparar lesiones y cauterizar vasos sanguiacuteneos
Radiacioacuten ultravioleta Es la radiacioacuten electromagneacutetica cuyas longitudes de onda se en-
cuentran entre el liacutemite de la luz violeta (380 nm) y el extremo de la
regioacuten de los rayos X (15 nm) La radiacioacuten UV se puede producir arti-
ficialmente mediante laacutemparas de arco la de origen natural proviene
principalmente del Sol Puede ser dantildeina para los seres vivos sobre
todo cuando su longitud de onda es pequentildea La de inferior a 300 nm
se emplea para esterilizar porque mata las bacterias y los virus Esa
misma radiacioacuten puede producir quemaduras en los seres humanos si
es intensa Una exposicioacuten prolongada durante antildeos a esta radiacioacuten
aunque sea de baja intensidad puede provocar fotodegradacioacuten (la piel
se reseca y arruga) o caacutencer en la piel
La atmoacutesfera terrestre protege a los organismos vivos de la radiacioacuten
UV del Sol Si toda la radiacioacuten UV proveniente del Sol llegara a la
superficie terrestre muy probablemente acabariacutea con la mayor parte de
la vida en el planeta Afortunadamente la capa de ozono que se en-
cuentra en una regioacuten de aproximadamente entre 20 y 30 km de altura a
una concentracioacuten de 2 a 8 partes por milloacuten absorbe casi toda la radia-
cioacuten UV de pequentildea y gran parte de la correspondiente a las longitu-
des de onda mayores
El ozono (O3) es un gas compuesto por tres aacutetomos de oxiacutegeno y se
forma por la accioacuten de la luz solar UV de alta energiacutea (200-240 nm)
sobre el oxiacutegeno molecular (O2) en un proceso que se puede represen-
tar como 3O2 + radiacioacuten solar = 2O3 Por otra parte la radiacioacuten UV
menos energeacutetica de mayor (hasta los 280 nm) es capaz de disgregar
las moleacuteculas de ozono convirtieacutendolo en el oxiacutegeno original Esta
radiacioacuten tambieacuten perjudicial a las personas es asimismo absorbida
durante este proceso Se crea asiacute un equilibrio beneficioso para las
personas donde se crea y destruye ozono continuamente a la vez que se
absorbe la radiacioacuten UV perjudicial antes que llegue a tierra La radia-
cioacuten UV no siempre tiene efectos dantildeinos tambieacuten puede ser beneacutefica
pues gran parte de la vitamina D que las personas y los animales necesi-
tan para mantenerse sanos se produce cuando la piel es irradiada por la
componente solar de esa radiacioacuten
No se debe extrapolar o confundir el efecto beneacutefico del ozono en la
estratosfera al efecto del ozono ambiental en las capas bajas de la at-
moacutesfera donde resulta ser un contaminante peligroso y muy activo Se
forma esencialmente por la accioacuten de la luz solar sobre el oxiacutegeno del
aire mezclado con hidrocarburos y oacutexidos de nitroacutegeno proveniente de
la quema de combustibles En cantidades muy pequentildeas puede irritar
las viacuteas respiratorias causando tos ardentiacutea resuello falta de aire y
agravar el asma y otras dolencias pulmonares La exposicioacuten a concen-
traciones tan pequentildeas como 100 ppb (partes por billoacuten) es capaz de
dantildear los tejidos del sistema respiratorio y tambieacuten los tejidos vegeta-
les
Rayos X Los rayos X son radiaciones electromagneacuteticas de frecuencia superior al
ultravioleta fueron descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen a fina-
les del siglo XIX
En noviembre de 1895 en su laboratorio de la universidad de Wuumlrz-
burg Alemania Roentgen estudiaba los efectos de pasar una corriente
eleacutectrica por un gas a baja presioacuten contenido en un bulbo de vidrio Le
llamoacute la atencioacuten que durante el experimento se volvieran luminosas
algunas sales fluorescentes que se hallaban cubiertas en su mesa de
trabajo Intrigado y despueacutes de realizar varios ensayos llegoacute a la con-
clusioacuten de que habiacutea encontrado un nuevo tipo de radiacioacuten invisible
capaz de atravesar los cuerpos La llamoacute rayos X pues es comuacuten usar la
X como incoacutegnita en las matemaacuteticas Al colocar la mano de su esposa
junto a una placa fotograacutefica y exponerla a la radiacioacuten desconocida
obtuvo la primera radiografiacutea de la historia
La longitud de onda de esta radiacioacuten comprende el intervalo de
10 nm hasta 0001 nm mientras menor es la longitud de onda mayor es
la frecuencia ν y mayores son su energiacutea y poder de penetracioacuten (recor-
dar v = y ε = h)
Los rayos de mayor cercanos al ultravioleta se conocen como rayos
X blandos Los de menor proacuteximos a la zona de rayos gamma o que
incluso se solapan con esta se denominan rayos X duros Los rayos X
formados por una mezcla de muchas diferentes se conocen como rayos X
blancos para diferenciarlos de los rayos X monocromaacuteticos que tienen
una sola (o un intervalo muy pequentildeo alrededor de ella) Muchos obje-
tos son maacutes o menos transparentes a los rayos X Su absorcioacuten por una
sustancia determinada depende de su densidad y de su masa atoacutemica que
es la masa de un aacutetomo de la sustancia en cuestioacuten Mientras menor sea la
masa atoacutemica de un determinado material maacutes transparente seraacute a los ra-
yos X
Los rayos X afectan a una emulsioacuten fotograacutefica del mismo modo
que lo hace la luz visible Cuando se irradia el cuerpo humano los hue-
sos compuestos de elementos con mayor masa atoacutemica que los tejidos
circundantes absorben los rayos X en mayor proporcioacuten que los teji-
dos por lo que producen sombras maacutes oscuras en una fotografiacutea La
placa usada en medicina es un negativo fotograacutefico por eso los huesos
se ven blancos y los tejidos oscuros
Los rayos X se emplean como rutina en la investigacioacuten cientiacutefica en
disciplinas como la fiacutesica quiacutemica mineralogiacutea metalurgia y biologiacutea En
1912 el alemaacuten Max von Laue encontroacute que al hacer incidir un haz de
radiacioacuten de rayos X no monocromaacutetico sobre un cristal de sal comuacuten
(NaCl) apareciacutea un patroacuten de difraccioacuten caracteriacutestico que podiacutea ser reco-
gido en una placa fotograacutefica (figura 54)
Figura 54 Difraccioacuten de los rayos X en un cristal de
NaCl y estructura cristalina microscoacutepica del NaCl
Este experimento permitioacute verificar dos cosas muy importantes desco-
nocidas hasta el momento
1 La naturaleza ondulatoria de los rayos X que habiacutean sido descubiertos por Roumlentgen en 1895 sin que se lograra de-terminar de queacute estaban compuestos
2 La estructura perioacutedica de los cristales lo que hoy diacutea se
conoce como estructura cristalina de las sustancias soacutelidas La teacutecnica maacutes comuacuten aunque no la uacutenica es utilizar el fenoacutemeno de
difraccioacuten para analizar la estructura interna de las sustancias A partir del
anaacutelisis del haz difractado se pueden determinar las posiciones de los aacuteto-
mos o las moleacuteculas en la red cristalina microscoacutepica de la sustancia en
cuestioacuten (determinacioacuten de estructuras) Los rayos X tambieacuten se emplean
intensivamente en la industria como herramienta de investigacioacuten y para
realizar numerosos procesos de prueba y ensayos no destructivos como es
el examinar las posibles imperfecciones mecaacutenicas de una pieza metaacutelica
sin dantildearla
Rayos X en la medicina El uso de esta radiacioacuten en la medicina contemporaacutenea es insustituible
Las radiografiacuteas o fotografiacuteas de rayos X y la fluoroscopiacutea se usan coti-
dianamente como herramientas de diagnoacutestico Una teacutecnica algo maacutes
reciente es la tomografiacutea axial computarizada (TAC) que proporciona
una visioacuten clara de cualquier parte de la anatomiacutea incluyendo los teji-
dos blandos A costa de una exposicioacuten mayor a la radiacioacuten la tomo-
grafiacutea permite ver una seccioacuten o corte completo del cuerpo del paciente
con una claridad aproximadamente 100 veces mayor que la de una pla-
ca tradicional
Un tomoacutegrafo es un instrumento mucho maacutes complejo y costoso que
un equipo convencional de rayos X Los primeros TAC comerciales
aparecieron alrededor de 1970 y solo serviacutean para estudiar el craacuteneo
hoy diacutea se usan para estudiar todo el cuerpo En lugar de obtener una
sola imagen el tomoacutegrafo registra un conjunto de ellas Para eso se
colocan la fuente de rayos X y el detector en un anillo y ambos rotan
alrededor del sujeto que descansa en una camilla en el centro del ani-
llo Deslizando la camilla a diferentes posiciones a traveacutes del anillo es
posible construir imaacutegenes digitales tridimensionales empleando un
software adecuado Los tomoacutegrafos de uacuteltima generacioacuten poseen entre
4 y 128 anillos y permiten obtener en una pantalla imaacutegenes tridimen-
sionales en tiempo real
Por otra parte la antigua teacutecnica fotograacutefica para obtener negativos
ha ido dando paso a teacutecnicas maacutes recientes basadas en la obtencioacuten de
imaacutegenes mediante circuitos microelectroacutenicos Ejemplos son la radio-
grafiacutea computarizada y la radiografiacutea digital
Radiografiacutea computarizada (RC)
Fue introducida comercialmente en 1980 Es muy similar a la radiogra-
fiacutea convencional pero en vez de placa fotograacutefica utiliza una placa
Soporte de Imagen reutilizable (placa SI) La placa reutilizable contiene
compuestos fosforados que se excitan al ser iluminados por los rayos X
formando una imagen latente que puede durar varias horas La imagen
se lsquorevelarsquo aplicando un escaacutener laacuteser a la placa entonces los aacutetomos
excitados regresan a su estado baacutesico y emiten luz que es detectada por
un sensor y se convierte finalmente en electricidad La sentildeal eleacutectrica se
digitaliza (se convierte en una sucesioacuten codificada de ceros y unos) y se
enviacutea a un procesador de sentildeales en una computadora donde se alma-
cena en un disco duro o se proyecta en una pantalla
Si se manipulan con cuidado las placas SI se pueden reutilizar miles
de veces (al menos en teoriacutea) En las condiciones reales es comuacuten que
se dantildeen tras ser usadas varios cientos de veces No obstante presentan
algunas ventajas sobre la radiografiacutea convencional se elimina el gasto
de peliacutecula fotograacutefica y de reactivos quiacutemicos se necesita menos ra-
diacioacuten para producir imaacutegenes de buen contraste y como no requieren
de productos quiacutemicos para el revelado son maacutes ecoloacutegicas La princi-
pal desventaja es su alto costo aunque el ahorro en reactivos quiacutemicos
placas fotograacuteficas y personal especializado puede a veces compensar-
lo Actualmente hay muchos tipos y modelos de equipos para diferentes
aplicaciones
Radiografiacutea digital (RD) Difiere de la computarizada RC en que proporciona imaacutegenes de forma
casi instantaacutenea sin necesidad del procesamiento adicional con el laacuteser
Ademaacutes permite obtener imaacutegenes en movimiento en tiempo real
(fluoroscopia) y la ldquoplacardquo no se deteriora con el uso Su espesor es
solo de unos pocos miliacutemetros
Existen dos tipos de detectores digitales directo e indirecto En el
indirecto los rayos X inciden sobre un material fluorescente que genera
luz visible al ser excitado La luz incide sobre un sensor similar al que
usan las caacutemaras fotograacuteficas digitales convirtieacutendose en impulsos
eleacutectricos que van al ordenador La calidad de la imagen es similar a las
anteriores pero en este tipo de deteccioacuten una parte de la energiacutea inci-
dente se dispersa durante el proceso interno de reconversioacuten oacuteptica lo
que tiende a degradar la nitidez de la imagen
En un detector digital directo de uacuteltima generacioacuten fotoconductores
de selenio amorfo liberan electrones de carga negativa y lsquohuecosrsquo posi-
tivos al ser impactados por los rayos X Se crean asiacute impulsos eleacutectricos
que excitan directamente un arreglo de capacitores de tecnologiacutea TFT
(Thin Film Transistor) lograacutendose imaacutegenes con mayor nitidez que en
el meacutetodo indirecto (Figs55 y 56)
Figura 55 Esquema del corte transversal de una ldquoplacardquo de
radiografiacutea digital moderna El espesor es de unos pocos
miliacutemetros Tomado de Orbe Antildeo X No 46 Abril 18
2009
Figura 56 Radiografiacutea digital A Imagen obtenida en la pan-
talla de un monitor B Placas digitales de rayos X para ra-
diografiacutea dental
121
Un artiacuteculo de 2007 del Departamento de Radiologiacutea Cliacutenica del
Hospital Universitario de Munich (Markus Koumlrner y otros MDRadio-
Graphics 27 2007 p675-686) concluye que el futuro de la radiologiacutea
seraacute sin dudas digital iquestLa causa Las imaacutegenes se pueden ampliar
almacenar en diferentes soportes digitales filtrar y mejorar su contraste
Ademaacutes se pueden distribuir en una red local de computadoras e inclu-
so integrarse a redes nacionales digitalizadas junto a la historia cliacutenica
del paciente lo que puede ser vital en casos de urgencia
Rayos gamma
La radiacioacuten gamma (rayos ) es radiacioacuten electromagneacutetica de similar
naturaleza que los rayos X pero con una energiacutea considerablemente
mayor Se origina en las desintegraciones radiactivas en las reacciones
nucleares y otros procesos subatoacutemicos junto con otros tipos de radia-
cioacuten no electromagneacutetica la alfa () formada por nuacutecleos de helio de
carga positiva y la beta () consistente en electrones de carga negati-
va La radiacioacuten al igual que los rayos X tiene la capacidad de ioni-
zar la sustancia formando iones al lsquoarrancarlersquo electrones a los aacutetomos
cuando hay interaccioacuten
Las radiaciones y se emiten a velocidades enormes Al atrave-
sar la sustancia las partiacuteculas son frenadas raacutepidamente poseen gran
poder de ionizacioacuten y usualmente una hoja de papel basta para detener
la mayor parte de la radiacioacuten Las partiacuteculas se emiten a velocidades
mucho mayores su poder de ionizacioacuten es algo menor por lo que pene-
tran maacutes en las sustancias La distancia recorrida por los rayos es auacuten
mayor que la recorrida por las partiacuteculas Esta radiacioacuten es capaz de
atravesar varios centiacutemetros de plomo
Cuando las partiacuteculas y atraviesan la sustancia crean numerosos
iones sin embargo como los rayos no tienen carga aunque tienen
mayor penetracioacuten no causan tanta ionizacioacuten Las partiacuteculas produ-
cen entre 1100 y 1200 de la ionizacioacuten generada por las partiacuteculas
en cada centiacutemetro de su trayectoria en aire Los rayos producen
aproximadamente 1100 de la ionizacioacuten de las partiacuteculas Cuando la
radiacioacuten nuclear es absorbida por el cuerpo humano en grandes canti-
dades como por ejemplo a consecuencia de un accidente nuclear pue-
de ocasionar graves dantildeos e incluso la muerte del sujeto
La radioterapia consiste en la exposicioacuten de una regioacuten localizada
del organismo a una fuente de radiacioacuten ionizante se suele utilizar para
el tratamiento del caacutencer Puede provenir de una fuente de radiacioacuten
tal como un isoacutetopo radiactivo o de una fuente de radiacioacuten electro-
magneacutetica como los rayos X Los rayos X se utilizan usualmente para
lesiones superficiales mientras que los rayos para lesiones maacutes pro-
fundas Otros tratamientos incluyen radiaciones con protones y electro-
nes El tratamiento de radioterapia incluye la localizacioacuten precisa del
tumor y el empleo de dosis perioacutedicas de radiacioacuten El objetivo es dantildear
el nuacutecleo de las ceacutelulas enfermas para asiacute evitar su posterior divisioacuten
En las ceacutelulas sanas las radiaciones ionizantes pueden producir
efectos agudos o croacutenicos sobre la salud en dependencia de la dosis
recibida Las dosis altas de radiacioacuten ionizante producen enfermedades
agudas por un lado y efectos retardados como el caacutencer por otro Los
trabajadores que por su ocupacioacuten se exponen a radiacioacuten de rayos X o
material radiactivo constituyen la poblacioacuten de riesgo La unidad de
dosis absorbida en el Sistema Internacional de Unidades es el gray (Gy)
y es igual a un joule por kilogramo (Jkg) un rad equivale a 001 Gy
La exposicioacuten de todo el cuerpo a dosis superiores a 1 Gy en un cor-
to periacuteodo (minutos u horas) ocasiona una reduccioacuten significativa del
nuacutemero de ceacutelulas sanguiacuteneas al afectar la meacutedula oacutesea lo que conduce
a un aumento de la susceptibilidad a las infecciones a la aparicioacuten de
hemorragias y a la anemia
El empleo y manipulacioacuten de materiales radiactivos estaacute sujeto a
controles rigurosos por lo que la exposicioacuten accidental de las personas
a radiaciones intensas estaacute muy restringida En todos los paiacuteses existen
legislaciones y normativas para la proteccioacuten de los trabajadores y el
puacuteblico que regulan la exposicioacuten a radiaciones de todo tipo
123
CAPIacuteTULO 6
OTRAS APLICACIONES DEL MAGNETISMO
Diagnoacutestico meacutedico Magnetoencefalograma En su estado normal el cuerpo humano genera pequentildeas corrientes
eleacutectricas que dan origen a campos magneacuteticos y eleacutectricos de pequentildeiacute-
simo valor El biomagnetismo se refiere al estudio de las componentes
magneacuteticas de esos biocampos que se alteran cuando aparecen anoma-
liacuteas en el organismo Se estudian con fines de diagnoacutestico exclusiva-
mente no con fines terapeacuteuticos
Se alerta al lector de que el teacutermino biocampo tambieacuten se suele em-
plear en medios no cientiacuteficos como sinoacutenimo de cierta lsquoaurarsquo invisible
de origen indefinido o esoteacuterico que supuestamente rodea a las perso-
nas y que algunos alegan ver o lsquosentirrsquo para asiacute diagnosticar enfermeda-
des Tambieacuten se usa para tratar de justificar tratamientos magneacuteticos
ilusorios con imanes o con radiaciones de baja frecuencia Esta es una
manera de actuar tiacutepica de la pseudociencia utilizar palabras cientiacuteficas
conocidas alterando su significado para lograr promover lo que en
realidad carece de fundamento cientiacutefico A causa de su caraacutecter con-
trovertido estos lsquotratamientos magneacuteticosrsquo se analizan separadamente
en el capiacutetulo siguiente
Cuando las corrientes son variables o pulsantes los biocampos ge-
nerados aparecen en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propa-
ga en todas direcciones (capiacutetulo 4) Las funciones cerebrales y cardiacutea-
cas generan impulsos de suficiente intensidad como para ser detectados
la componente eleacutectrica se puede medir con electrodos colocados en la
piel y hoy diacutea es una teacutecnica muy popular se denomina electrocardio-
grama cuando se refiere al corazoacuten y electroencefalograma si se aplica 124
al cerebro La componente magneacutetica es menos intensa que la eleacutectrica
y mucho maacutes difiacutecil de detectar
Para medir esos deacutebiles campos magneacuteticos es necesario utilizar un
instrumento muy sofisticado el magnetoacutemetro SQUID siglas que en
idioma ingleacutes representan al Superconducting Quantum Interference
Device (Dispositivo Superconductor de Interferencia Cuaacutentica) El
SQUID es capaz de detectar y medir cuantitativamente las componentes
magneacuteticas de intensidad 100 millones de veces menor que el campo
magneacutetico terrestre pero soacutelo se puede encontrar en lugares muy espe-
ciacuteficos capaces de proveer la alta tecnologiacutea que se necesita para su
desempentildeo No es un equipo que se pueda llevar en un maletiacuten como el
electrocardioacutegrafo ya que el sensor superconductor requiere de muy
bajas temperaturas para poder trabajar del orden de la del helio liacutequido
a unos 4 oC por encima del cero absoluto (-269 oC) (figura 61)
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del campo
magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
Figura 61 Biomagnetismo meacutedico Medicioacuten de la componente
magneacutetica de las ondas electromagneacuteticas generadas por el cerebro
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del
campo magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
En la actualidad el SQUID se utiliza principalmente para diagnosti-
car y tipificar la epilepsia pues permite registrar cualquier actividad
irregular en el cerebro cuando el electroencefalograma no detecta ano-
maliacuteas apreciables la teacutecnica se denomina magnetoencefalografiacutea
(MEG) Posee la ventaja de que no es necesario colocar electrodos en la
piel del paciente basta con ubicar los sensores a corta distancia en una
posicioacuten fija Su principal desventaja ademaacutes de la necesidad de traba-
jar a muy bajas temperaturas es que la sentildeal que se va a medir es varios
oacuterdenes menor que los lsquoruidos magneacuteticosrsquo ambientales Esos ruidos
son generados por las laacutemparas de luz friacutea los equipos electroacutenicos y
las liacuteneas de transmisioacuten por lo que resulta obligatorio aplicar la teacutecni-
ca en un recinto magneacuteticamente aislado
TABLA 61
Valores de la induccioacuten magneacutetica asociada a diversos fenoacutemenos
B (Tesla) Origen del campo Frecuencia (Hz) 7 x 10-5 Campo magneacutetico de la tierra 0 10-7 Fluctuaciones del campo magneacutetico de
la tierra y ruido magneacutetico urbano todo el intervalo de frecuencias
10-9 Partiacuteculas pulmonares 01 - 10 7 x 10-11 Magnetocardiograma 01 - 100 10-12
Magnetocardiograma fetal 01 - 100 10-12
Magnetoencefalograma (ondas ) 8-12 10-13 Magnetoretinograma 01 -800 10-15 Liacutemite de sensibilidad del SQUID Todo el intervalo
Como las radiaciones electromagneacuteticas atraviesan faacutecilmente la
mayoriacutea de las sustancias aislar al sujeto tambieacuten resulta un asunto
complicado En los primeros modelos era necesario introducir al pa-
ciente en una caacutemara totalmente cerrada construida con aceros especia-
les capaces de desviar y reflejar las ondas electromagneacuteticas Modelos
maacutes recientes como el de la figura 62 desarrollado en el Laboratorio
Nacional de Los Aacutelamos en Nuevo Meacutexico emplean un casco detector
126
que se asemeja a los secadores de pelo de los salones de belleza con
maacutes de 150 sensores superconductores El equipo es capaz de levantar
un mapa completo del cerebro de una sola vez procesando los datos
mediante una computadora
Los sistemas maacutes recientes alcanzan una resolucioacuten de frac14 de miliacuteme-
tro y un tiempo de respuesta de 1 milisegundo El casco se aiacutesla de las
interferencias externas mediante una cubierta semiesfeacuterica de plomo
pues a la temperatura del helio liacutequido el plomo tambieacuten se vuelve su-
perconductor y refleja como un espejo cualquier campo magneacutetico que
provenga del exterior
Figura 62 Mediante teacutecnicas de computacioacuten se puede mapear la acti-
vidad eleacutectrica del cerebro en funcioacuten del tiempo Los mapas se utilizan
para diagnosticar epilepsia apoplejiacutea desoacuterdenes mentales o para estu-
diar las funciones cerebrales
Otras aplicaciones del SQUID han sido la de buscar micropartiacuteculas
magneacuteticas contaminantes en los pulmones de mineros y soldadores
medir la cantidad de sangre que fluye por el corazoacuten y determinar el
contenido de hierro en el hiacutegado en pacientes afectados de anemia ya
que los gloacutebulos rojos o hematiacutees contienen hierro en forma de hemo-
globina que el SQUID puede detectar y cuantificar
Una variante reciente de esta teacutecnica se ha utilizado para analizar
arritmias cardiacuteacas en el feto (magnetocardiografiacutea fetal) imposibles de
detectar con un estetoscopio u otras teacutecnicas como la electrocardiogra-
fiacutea y el ultrasonido Actualmente en Los Aacutelamos se realizan investiga-
ciones para perfeccionar la tecnologiacutea con la colaboracioacuten de las uni-
versidades de Nuevo Meacutexico Nebraska Oregoacuten y San Francisco
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica Las imaacutegenes por resonancia magneacutetica (IRM) constituyen una es una
teacutecnica de diagnoacutestico descrita a principios de 1980 basada en la reso-
nancia magneacutetica nuclear descrita en el capiacutetulo 4 Como los tejidos
tienen diferente grosor y contenido de agua con protones capaces de
resonar con las radiofrecuencias adecuadas al realizar un barrido con
los instrumentos apropiados se puede obtener una imagen del interior
del cuerpo
Los equipos de IRM son mucho maacutes complejos que el esquema de
la RMN mostrado en el capiacutetulo 4 Poseen un imaacuten de grandes dimen-
siones que genera campos magneacuteticos muy intensos miles de veces
superiores a los de un imaacuten permanente convencional (figura 63)
Figura 63 Equipo comercial de formacioacuten de imaacutege-
nes por resonancia magneacutetica La persona se coloca
en el centro de un campo magneacutetico de gran valor al
fondo de la foto generado por corrientes muy intensas
que circulan por superconductores
La parte del cuerpo que se va a analizar (a veces todo el cuerpo) se
introduce en el campo magneacutetico y un sistema de emisioacuten y deteccioacuten
de radiofrecuencias registra la absorcioacuten de la radiacioacuten de microondas
en diferentes puntos Los datos se pasan a una computadora que es
capaz de dar una imagen de la regioacuten analizada en la pantalla de un
monitor
La resonancia magneacutetica es considerada por muchos como la moda-
lidad de diagnoacutestico por imaacutegenes maacutes versaacutetil sensible y eficaz de que
se dispone en la actualidad Su importancia meacutedica se puede resumir
brevemente sentildealando su capacidad de analizar finas secciones de mo-
do no invasivo y proporcionar imaacutegenes funcionales de cualquier parte
del organismo en un tiempo relativamente corto y desde cualquier aacuten-
gulo y direccioacuten Las teacutecnicas maacutes recientes permiten componer imaacutege-
nes tridimensionales en tiempo real
Las imaacutegenes de resonancia magneacutetica dan la posibilidad de detectar
y rastrear componentes bioquiacutemicos en cualquier corte anatoacutemico del
cuerpo humano lo que produce una informacioacuten biomeacutedica y anatoacutemi-
ca de gran potencial para el conocimiento fundamental y el diagnoacutestico
precoz de muacuteltiples enfermedades
La principal desventaja que presenta la IRM al compararla con la
Tomografiacutea Axial Computarizada (TAC) que tambieacuten es capaz de ob-
tener imaacutegenes de cualquier parte del organismo es que resulta mucho
maacutes cara Para generar los intensos campos magneacuteticos que se necesi-
tan es necesario utilizar grandes imanes superconductores Estos ima-
nes deben ser enfriados a muy bajas temperaturas con teacutecnicas comple-
jas lo que encarece mucho el proceso de obtencioacuten de imaacutegenes Sin
embargo la IRM tiene una ventaja que la TAC no posee no es agresi-
va para el paciente Puede ser empleada durante el tiempo o las veces
que se requiera sin dificultades mientras que al utilizar la TAC se so-
mete al paciente a niveles de radiacioacuten importantes en cada tomografiacutea
Levitacioacuten magneacutetica La necesidad de transportar maacutes raacutepida y eficientemente tanto a las
personas como a cualquier tipo de carga crece continuamente Desde
hace algunos antildeos en diversos paiacuteses existen los prototipos de un nuevo
meacutetodo de transportacioacuten que utiliza trenes con rieles o viacuteas electro-
magneacuteticas (figura 64) El meacutetodo se denomina de levitacioacuten magneacuteti-
ca o maglev (del ingleacutes magnetic levitation)
El teacutermino maglev se utiliza hoy diacutea como un teacutermino geneacuterico para
indicar cualquier tipo de transporte que base su movimiento en el uso
del electromagnetismo para lsquoflotarrsquo o levitar sobre un carril guiacutea o mo-
norraiacutel e impulsar el vehiacuteculo El funcionamiento del maglev estaacute fun-
damentado en la generacioacuten de campos magneacuteticos alternos que a la
vez que sostienen el tren lo impulsan hacia adelante Se emplean elec-
troimanes de bobinas superconductoras que praacutecticamente no consu-
men energiacutea Un Maglev tiacutepico cuenta con 16 imanes superconductores
de alta energiacutea magneacutetica que operan de forma independiente Asiacute se
garantiza un desempentildeo seguro aun cuando ocurran fallas simultaacuteneas
en varios de ellos
129
Figura 64 Tren de levitacioacuten magneacutetica en Shangai
Existen dos tipos baacutesicos de maglev el de suspensioacuten electromagneacute-
tica (SEM) y el de suspensioacuten electrodinaacutemica (SED) El sistema SEM
ha resultado ser bastante inestable la distancia entre los electroimanes
y los raiacuteles de unos 10 mm debe ser controlada y ajustada continua-
mente por computadora para evitar que el tren golpee el monorraiacutel
El maglev de suspensioacuten electrodinaacutemica SED utiliza la ley de Fa-
raday-Lenz para ubicar el tren en el centro del monorraiacutel y evitar los
choques Las bobinas de levitacioacuten de alta potencia estaacuten instaladas
fuera del tren en las prolongaciones que interaccionan con las bobinas
del monorraiacutel (figura 65) Cuando los electroimanes del tren pasan a
gran velocidad a varios centiacutemetros de las bobinas del monorraiacutel se
induce una corriente eleacutectrica que las convierte instantaacuteneamente en
imanes Aparecen fuerzas que tiran del vehiacuteculo hacia arriba causando
la levitacioacuten
Si el vehiacuteculo se desplaza lateralmente y trata de chocar contra el
raiacutel se inducen corrientes adicionales que originan fuerzas de repulsioacuten
sobre el lado maacutes cercano del tren y fuerzas de atraccioacuten sobre el maacutes
alejado De esa forma el tren siempre estaacute ubicado en el centro del raiacutel
sin posibilidad de choque
Las bobinas de levitacioacuten no son independientes estaacuten interconecta-
das a todo lo largo de la viacutea El empuje hacia delante se logra mediante
su energizacioacuten adicional por corrientes alternas generadas en subesta-
ciones distribuidas en todo el trayecto Las corrientes crean un campo
magneacutetico variable de tal forma que los electroimanes del vehiacuteculo son
atraiacutedos y repelidos alternadamente cuando se encuentran en la posicioacuten
adecuada para el avance Asiacute el vehiacuteculo se mueve siempre en el mis-
mo sentido de forma similar a como un ventilador alimentado por co-
rriente alterna gira siempre hacia un solo lado
Figura 65 Sistema magneacutetico de suspensioacuten (monorraiacutel) Los electro-
imanes de la viacutea actuacutean como suspensioacuten y como propulsioacuten a la vez
En todos los sistemas mecaacutenicos de transportacioacuten la friccioacuten cau-
sada por el roce de una superficie contra otra siempre estaacute presente El
rozamiento causa peacuterdidas de energiacutea genera calor y ocasiona el des-
gaste mecaacutenico de las diferentes partes del sistema Mientras menor sea
la friccioacuten entre las superficies menos fuerza se requiere para mover el
vehiacuteculo y maacutes eficiente seraacute el sistema de transportacioacuten utilizado
La reduccioacuten del rozamiento en el maglev permite eliminar el ruido
establecer una marcha maacutes estable reducir los costos de mantenimiento
y sobre todo alcanzar velocidades del orden de los 350 kmh El hecho
de que los trenes maglev no toquen los carriles tiene ademaacutes otras ven-
tajas aceleracioacuten y frenado maacutes raacutepidos mayor capacidad de subida en
cuestas y mejor funcionamiento en situaciones de lluvia intensa nieve y
hielo La eficiencia de estos vehiacuteculos es tal que en proporcioacuten solo
emplean de la mitad a la cuarta parte del combustible que gasta un
avioacuten o un automoacutevil en recorrer el mismo tramo
En principio el maglev parece ser maacutes seguro que los trenes con-
vencionales A causa del disentildeo de las viacuteas no puede haber descarrila-
mientos ni choques frontales No necesita cargar combustible a bordo
y al funcionar levitando sobre la viacutea disminuye la posibilidad de acci-
dentes por desgastes Sin embargo es necesario proteger a los viajeros
de los intensos campos electromagneacuteticos que se producen en el exte-
rior mediante un blindaje magneacutetico El blindaje se logra utilizando en
las paredes suelo y techo del tren alguacuten material ferromagneacutetico que
concentre en su interior y desviacutee las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
Una nota periodiacutestica de 2008 (BBC News) aseguraba que la ciudad
de Shangai era en ese momento la uacutenica con un servicio comercial ma-
glev en el mundo Desde el primero de enero de 2004 el tren transporta
viajeros entre el aeropuerto y el distrito financiero a 30 km de distancia
alcanzando velocidades de 350 kmh Con anterioridad desde 1984
hasta 1995 un maglev se utilizoacute en el aeropuerto internacional de Bir-
mingham Reino Unido para trasladar pasajeros hasta la estacioacuten de
trenes distante unos 600 m Fue finalmente sustituido por un sistema
convencional a causa de su baja confiabilidad
El tratamiento magneacutetico del agua
Se sabe desde hace muchos antildeos que al tratar el agua mediante cam-
pos magneacuteticos se afecta el comportamiento fiacutesico de las incrustaciones
en las calderas y tuberiacuteas Sin embargo a veces el procedimiento se
critica como pseudociencia quizaacutes porque junto a los reportes sobre
efectos reales demostrados en experimentos rigurosos tambieacuten suelen
aparecer falsos reportes sobre supuestos efectos no demostrados y se
echa en el mismo saco lo real y lo ficticio
Algunos de estos supuestos efectos no demostrados son el reforza-
miento de la resistencia del hormigoacuten hasta en 50 el incremento de
la eficiencia de separacioacuten por flotacioacuten de minerales en procesos in-
dustriales una mejor eficiencia de los detergentes en el lavado de la
ropa y gran cantidad de diversas aplicaciones meacutedicas Tambieacuten apare-
cen esporaacutedicamente artiacuteculos cientiacuteficos promisorios sobre una u otra
aplicacioacuten que nunca llegan a concretarse Por ejemplo en 2007 se
publicoacute un artiacuteculo (Environmental and Experimental Botany Vol 59
Issue 1 p 68-75) reportando el efecto de los campos magneacuteticos en la
germinacioacuten y desarrollo de las etapas tempranas del maiacutez donde se
obtuvieron efectos detectables en la germinacioacuten
132
Los autores encontraron que un porcentaje estadiacutesticamente signifi-
cativo de las semillas tratadas germinoacute antes que las de los grupos de
control y las plantas alcanzaron un mayor desarrollo en las primeras
etapas de crecimiento A los 10 diacuteas de la germinacioacuten se obtuvo un
mayor incremento de tamantildeo y peso resultados que coinciden con los
de otros investigadores (se citan 10 referencias)
Sin embargo esos resultados no garantizan de manera alguna un
posterior incremento de las cosechas El crecimiento acelerado incluso
pudiera ser dantildeino en vez de beneacutefico ocasionando lo que se suele
llamar lsquocrecer de viciorsquo y aportando a la larga menos frutos El artiacutecu-
lo tampoco propone un mecanismo que explique los efectos observa-
dos
Los anuncios comerciales poco escrupulosos contribuyen en gran
medida a divulgar fantasiacuteas de todo tipo Para ilustrar un magnetizador
comercial se muestra un esquema donde partiacuteculas negativas (cuales-
quiera que estas sean) se vuelven positivas tras el tratamiento magneacuteti-
co Ademaacutes las moleacuteculas de agua se ordenan como si fueran los mo-
mentos magneacuteticos de un soacutelido ferromagneacutetico saturado lo que resulta
en un absurdo por partida doble (httpwwwmagnetizernet
spaspahtm visto en agosto 7 2008) Recordar que el agua es diamag-
neacutetica y por tanto es repelida deacutebilmente por el campo magneacutetico No
es posible magnetizarla como si fuera un pedazo de hierro
En el mencionado sitio web se afirma que el tratamiento proporcio-
na los siguientes beneficios (ninguno de ellos demostrado) reduccioacuten
de la irritacioacuten de los ojos y la piel en piscinas accioacuten desodorizante
reduccioacuten de los costos de los tratamientos con cloro u otros agentes
quiacutemicos reduccioacuten de la tensioacuten superficial estabilizacioacuten del pH
eliminacioacuten maacutes efectiva de las lociones y aceites untados en la piel y
una sensacioacuten maacutes ldquosedosardquo del agua Se cita como uacuteltimo punto el
uacutenico realmente comprobado la reduccioacuten de las costras e incrustacio-
nes
Otros alegan que el tratamiento magneacutetico proporciona al agua pro-
piedades curativas o antiseacutepticas lo que tambieacuten carece de fundamento
La supuesta mejora en la eficiencia de los combustibles sometidos a
tratamiento magneacutetico merece un comentario aparte pues este argu-
mento resurge reiteradamente cada cierto tiempo y aunque existen
muchas patentes sobre el tema la demostracioacuten de la efectividad del
procedimiento nunca aparece Una buacutesqueda efectuada en agosto de
2008 en el sitio web especializado wwwsciencedirectcom dio por
resultado 40 artiacuteculos publicados de 1974 a la fecha que se relacionan
de alguna manera con el tratamiento magneacutetico del agua No surgioacute
ninguno respecto al tratamiento magneacutetico de combustibles En el sitio
httpwwwcsicoporgsi9801powellhtml se reporta una buacutesqueda
anterior con similares resultados
En todo caso soacutelo aparecen resultados anecdoacuteticos En un artiacuteculo
publicado en 2008 en la revista Applied Thermal Engineering por VA
Prisyazhniuk (Vol 28 Issue 13 Pages 1694-1697) se lee que durante la
Segunda Guerra Mundial la fuerza aeacuterea de Estados Unidos ensayoacute la
colocacioacuten de imanes junto a los conductos de combustible en los mo-
tores de los cazas P51 Mustang para mejorar su desempentildeo Sin embar-
go al buscar la fuente original citada por el autor lo que aparece es la
paacutegina WEB particular de la familia Shelley donde se pueden encon-
trar opiniones y reportes sin referencias sobre casi cualquier cosa
(httpwwwshelleysdemoncoukmagnetshtm) Tras una buacutesqueda
bastante exhaustiva el autor no pudo encontrar el reporte de un solo
experimento en banco de pruebas meacutetodo convencional para estudiar la
eficiencia de un motor de combustioacuten interna En estos bancos muy
familiares a los ingenieros se controlan los diversos reglajes del motor
su reacutegimen de trabajo a distintas potencias y otras variables de intereacutes
ameacuten del consumo de combustible Los entusiastas de aplicar el trata-
miento magneacutetico a combustibles nunca reportan esos estudios propo-
niendo en su lugar resultados donde intervienen de manera esencial
factores totalmente subjetivos como la pericia (y la honradez) de un
operador o chofer especiacutefico
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
La primera patente reivindicando el efecto del tratamiento magneacuteti-
co del agua sobre las costras data de 1946 Despueacutes aparecieron muchas
otras asiacute como una gran cantidad de reportes de todo tipo junto a ar-
tiacuteculos en revistas y dispositivos comerciales El esquema de un monta-
je convencional de laboratorio para aplicar tratamientos magneacuteticos y
su posterior estudio aparece en la figura 66
Se hace pasar el agua por una tuberiacutea a determinada velocidad a la
vez que se aplica un cam po magneacutetico externo Usualmente se estudia
la dependencia del efecto en funcioacuten de la velocidad del liacutequido y la 134
intensidad del campo aplicado ademaacutes de la influencia de otros posi-
bles paraacutemetros como la temperatura Se ha observado una mejoriacutea de
la eficiencia del dispositivo al incrementar la longitud de la seccioacuten de
tuberiacutea sometida al campo magneacutetico La mejoriacutea es maacutes marcada
cuando se colocan varios imanes consecutivos con la polaridad alterna-
da
Figura 66 Esquema de un dispositivo de laboratorio
para el tratamiento magneacutetico del agua
Un artiacuteculo resumen de 1996 lista maacutes de 80 referencias que repor-
tan la reduccioacuten en la formacioacuten de costras la aparicioacuten de costras me-
nos tenaces la remocioacuten de las ya existentes y la preservacioacuten de las
propiedades hasta 130 horas tras aplicar el tratamiento Se citan investi-
gaciones que tanto confirman como rechazan algunas conclusiones
parciales sin llegar a un resultado concreto Los mecanismos propues-
tos para explicar estos efectos comprenden interacciones intraioacutenicas o
intramoleculares efectos causados por la fuerza de Lorentz disolucioacuten
de contaminantes efectos de interfase soacutelido-liacutequido y cambios en la
morfologiacutea de los cristales minerales que se depositan Se ha considera-
do incluso la posibilidad de un efecto puramente mecaacutenico a causa de
la influencia del campo magneacutetico al crear posibles turbulencias en el
flujo liacutequido
Una gran parte de las dudas que existiacutean sobre el tratamiento se di-
siparon cuando Coey y Cass tras examinar maacutes de 100 muestras repor-
taron en una revista especializada en magnetismo que los sedimentos de
calcita obtenidos usualmente al evaporar el agua conteniendo iones 135
Ca2+ se convertiacutean en aragonita al aplicar el tratamiento Calcita y ara-
gonita son diferentes fases cristalinas del carbonato de calcio CaCO3
Tras el tratamiento magneacutetico Coey y Cass almacenaban el agua
durante un intervalo de tiempo to previo a su calentamiento en un bea-
ker a 80o C para formar los sedimentos Las fases soacutelidas se recolecta-
ban posteriormente del fondo del beaker y se analizaban mediante di-
fraccioacuten de rayos X y microscopia electroacutenica Encontraron un incre-
mento notable del cociente aragonitacalcita con el tratamiento magneacute-
tico alcanzando un maacuteximo para to ~ 40 horas
Tambieacuten se ha medido la concentracioacuten de iones Ca2+ a la salida de
un dispositivo magnetizador por meacutetodos electroquiacutemicos encontraacuten-
dose una reduccioacuten apreciable de la concentracioacuten de iones de calcio
Este resultado indica que el tratamiento magneacutetico activa de alguna
manera la precipitacioacuten del carbonato que queda en suspensioacuten en el
liacutequido y no puede contribuir a la conductividad eleacutectrica ni cristalizar
posteriormente en las paredes de la tuberiacutea
La eficacia del tratamiento se observa no solo en las nuevas deposi-
ciones de carbonato sino tambieacuten en las costras formadas con anterio-
ridad Existen reportes de que cuando se aplica el tratamiento las cos-
tras ya formadas desaparecen El autor tuvo la oportunidad de asistir
hace ya algunos antildeos a una reunioacuten resumen nacional sobre las expe-
riencias de la aplicacioacuten del tratamiento magneacutetico en diversos centra-
les o faacutebricas de azuacutecar En algunos casos el efecto fue tal que el des-
prendimiento de las costras obstruyoacute las tuberiacuteas y fue necesario inte-
rrumpir la produccioacuten
El tratamiento magneacutetico se aplica regularmente en muchas otras
instalaciones nacionales sin embargo maacutes allaacute de algunas considera-
ciones generales no existen modelos detallados que logren abundar en
la explicacioacuten fiacutesica de lo que sucede realmente en este caso
Tambieacuten se han encontrado resultados disiacutemiles utilizando tuberiacuteas
de acero inoxidable cobre y dos diferentes tipos de cloruro de polivini-
lo uno transparente y flexible y el otro riacutegido y opaco del tipo usado
en trabajos de plomeriacutea Aparecen reducciones del contenido de Ca2+ de
28 para el acero y el cobre mientras que para el PVC duro fue de 18
y praacutecticamente cero para el PVC blando por lo que las tuberiacuteas
utilizadas tambieacuten son un paraacutemetro importante que se debe tomar en
cuenta al estudiar los tratamientos magneacuteticos
136
Los reclamos publicitarios que afirman que el tratamiento magneacutetico
aporta al agua propiedades curativas o antiseacutepticas carecen de funda-
mento pues no existe la maacutes miacutenima evidencia ndashni teoacuterica ni experi-
mental- que justifique tales fantasiacuteas Y a pesar de las muchas patentes
que surgen cuando se realiza una buacutesqueda bibliograacutefica tampoco se ha
demostrado que el tratamiento magneacutetico aplicado a combustibles me-
jore su eficiencia los resultados experimentales que avalen tal afirma-
cioacuten nunca aparecen
Acelerador de partiacuteculas
Los campos magneacuteticos tambieacuten se utilizan como un medio auxiliar
para acelerar partiacuteculas elementales Estas se emplean posteriormente
para investigar el micromundo y tambieacuten para ldquobombardearrdquo tumores
de todo tipo en el interior del cuerpo Uno de los primeros aceleradores
de partiacuteculas fue el ciclotroacuten Su principio de operacioacuten es el siguiente
Dos cavidades huecas en forma de letra D guiacutean las partiacuteculas car-
gadas emitidas por una fuente ubicada en el centro del instrumento
(figura 67) Un campo magneacutetico perpendicular a la trayectoria (y al
plano del papel en la figura) producido por un potente electroimaacuten
hace que las partiacuteculas con carga eleacutectrica se muevan en una trayectoria
curva Las partiacuteculas son aceleradas en cada vuelta por una fuente pul-
sante de voltaje alterno cada vez que atraviesan la brecha o lsquogaprsquo entre
las lsquoDesrsquo
A medida que las partiacuteculas acumulan energiacutea se mueven en espiral
hacia el borde externo del acelerador Alliacute se pueden extraer utilizando
sistemas auxiliares que no aparecen en la figura
Tal como predice la teoriacutea especial de la relatividad cuando la velo-
cidad de las partiacuteculas se acerca a la de la luz se requiere cada vez maacutes
energiacutea para lograr incrementos adicionales de la velocidad Esto hace
que en cada vuelta las partiacuteculas se retrasen y no lleguen al gap en el
momento preciso para recibir el pulso de aceleracioacuten lo que impide el
aumento de la energiacutea maacutes allaacute de ciertos liacutemites
El problema quedoacute resuelto cuando se inventoacute el ciclotroacuten de fre-
cuencia modulada o sincrociclotroacuten instrumento donde la fuente pul-
sante de voltaje alterno va incrementando automaacuteticamente el intervalo
de tiempo entre los pulsos con el fin de compensar el retraso de las
partiacuteculas en cada vuelta Otros instrumentos de la misma familia son el
betatroacuten y el sincrotroacuten disentildeados para obtener muy altas energiacuteas en
otras aplicaciones donde el diaacutemetro del recorrido circular puede ser de
varios kiloacutemetros Todos ellos utilizan los campos magneacuteticos para
mantener confinadas las partiacuteculas mientras van adquiriendo energiacutea El
ciclotroacuten de la figura 67 posee un imaacuten superconductor de alta energiacutea
tiene una masa de 90 toneladas y un diaacutemetro de 34 m Requiere insta-
laciones auxiliares de control y programacioacuten que no aparecen en la
figura
Figura 67 a) Ciclotroacuten comercial para aplicaciones meacutedicas b) Esquema
simplificado de su funcionamiento (Adaptado de Rev Cub Fis vol 24 No
2 p 175-177 2007)
Cuando el magnetismo es indeseable
Minas magneacuteticas
Los aceros ordinarios empleados en la construccioacuten de grandes buques
son ferromagneacuteticos en mayor o menor grado Al desplazarse el buque
durante largos periacuteodos por la superficie del mar atravesando conti-
nuamente las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica del campo terrestre su
estructura llega a magnetizarse ligeramente El proceso es similar al que
tiene lugar cuando cualquier material ferromagneacutetico -un clavo unas
tijeras o un cuchillo- se frota con un imaacuten Aunque las fuerzas involu-
cradas son muy pequentildeas la exposicioacuten prolongada al campo hace que
los dominios magneacuteticos en el seno del material tiendan a ordenarse en
la direccioacuten del campo externo dando lugar a la magnetizacioacuten del
buque (ver capiacutetulo 2) Como las liacuteneas de fuerza variacutean su inclinacioacuten
con la latitud geograacutefica la magnetizacioacuten no solo tiene componentes
horizontales a lo largo del barco tambieacuten tiene componentes verticales
y transversales
En 1939 a principios de la 2da Guerra Mundial los alemanes apro-
vecharon este fenoacutemeno al idear minas magneacuteticas submarinas para
hundir los barcos ingleses Las minas eran capaces de detectar a distan-
cia a los grandes barcos y dantildearlos sin necesidad de hacer contacto
directo a causa de la onda de choque generada en el agua durante la
explosioacuten Se colocaban en el lecho marino en lugares de poco calado
cerca de las costas empleando aviones o submarinos y se ajustaban
para que estallaran al pasar un barco enemigo por encima No era posi-
ble neutralizarlas por los meacutetodos usuales que se empleaban para detec-
tar las minas convencionales que solo estallaban por contacto directo y
debiacutean ir ubicadas muy cerca de la superficie
Las minas poseiacutean una aguja magneacutetica muy sensible activada me-
diante un mecanismo de relojeriacutea tras ser colocada en el lugar deseado
La presencia cercana de cualquier naviacuteo magnetizado era suficiente
para mover la aguja y disparar el mecanismo auxiliar que haciacutea estallar
la mina
En 1939 los ingleses perdieron 14 buques barreminas disentildeados es-
peciacuteficamente para neutralizar minas pues no eran capaces de detectar
las minas magneacuteticas Ya para noviembre de ese mismo antildeo los alema-
nes habiacutean depositado unas 800 minas en los mares cercanos a la costa
inglesa y a la salida de sus riacuteos navegables
Tras develar su principio de funcionamiento -al recobrar una mina
mal colocada que no explotoacute- los ingleses idearon diversos medios para
neutralizarlas Uno de ellos era desmagnetizar los buques mediante un
enrollado de alambre alrededor del casco energizado con la planta eleacutec-
trica del propio buque que superponiacutea un campo de sentido contrario
para neutralizar la magnetizacioacuten del buque Enormes trasatlaacutenticos
como el Queen Mary y el Queen Elizabeth empleados para el transpor-
te de tropas fueron protegidos de esta manera
139
Para desactivar las minas se empleaban lanchas de madera que
arrastraban una balsa conteniendo una bobina La bobina generaba un
campo magneacutetico de intensidad suficiente como para hacer estallar las
minas Aviones equipados en forma similar capaces de volar a muy
baja altura se utilizaron con el mismo fin (Figura 68)
Maacutes adelante se encontroacute que al deslizar un cable con una corriente
de 2000 ampere a lo largo del casco de un buque (teacutecnica denominada
wiping) se induciacutea un campo apropiado que neutralizaba la magnetiza-
cioacuten El procedimiento funcionaba por un tiempo pero despueacutes era
necesario repetirlo
Figura 68 El avioacuten AF Vickers Wellington DWI Mark II de la Royal
Air Force fue otra respuesta para neutralizar las minas magneacuteticas ale-
manas El anillo de madera de balsa de 4 m de diaacutemetro creaba un
campo magneacutetico mediante una bobina de aluminio alimentada por un
generador dentro del avioacuten Al volar rasante sobre el agua haciacutea estallar
las minas
A partir de ese momento medidas y contramedidas relacionadas con
las minas magneacuteticas siguieron desarrollaacutendose por las fuerzas navales
de todo el mundo Es un tema que se ha tomado en cuenta en diferentes
conflictos beacutelicos Los sistemas actuales de desmagnetizacioacuten son mu-
cho maacutes complejos e incluyen no menos de tres conjuntos de bobinas
separadas para reducir la intensidad del campo magneacutetico del buque en
tres direcciones perpendiculares entre siacute 140
Hace unos pocos antildeos la marina norteamericana ensayoacute el uso de
bobinas superconductoras desmagnetizantes capaces de trabajar con
mejor eficiencia y reducir el peso de los enrollados hasta en 80 Un
resumen actualizado sobre el tema de la desmagnetizacioacuten de los bu-
ques aparece en el sitio WEB de la Revista Marina de Chile (referencia
77)
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Otro ejemplo donde la magnetizacioacuten resulta perjudicial y debe ser
eliminada a toda costa es cuando hay que soldar grandes tuberiacuteas de
acero Tal necesidad se presenta por ejemplo al instalar sistemas in-
dustriales de enfriamiento que deban trabajar a alta temperatura o que
necesiten soportar mucha carga Tanto durante el proceso de fabrica-
cioacuten como de transportacioacuten a grandes distancias los tubos pueden
llegar a magnetizarse en forma notable seguacuten sea la aleacioacuten especiacutefica
empleada en su construccioacuten
La forma usual de unir los tubos es aplicar a los bordes en contacto
una chispa o arco eleacutectrico con una varilla de soldar confeccionada a
partir de una aleacioacuten adecuada y alguacuten otro componente que evite la
oxidacioacuten y facilite la soldadura (el fundente) El arco no es maacutes que
una corriente eleacutectrica muy intensa formada por electrones y partiacuteculas
de aire ionizado que se mueven a gran velocidad (ver capiacutetulo 3) La
corriente pasa a traveacutes del aire ionizado formando un arco estable ge-
nerando efectos luminosos y una temperatura muy alta suficiente para
fundir el extremo de la varilla y poner al rojo los bordes de los tubos El
operador deposita en los bordes el material fundido que se difunde y
mezcla con el material de los tubos hasta lograr la soldadura
En el capiacutetulo 4 se analizoacute que los campos magneacuteticos estaacuteticos son
capaces de interaccionar con las partiacuteculas cargadas en movimiento
Una de las principales propiedades de esa interaccioacuten es que las fuerzas
que aparecen estaacuten siempre dirigidas en sentido lateral (perpendicular)
al movimiento de la partiacutecula De aquiacute que si el tubo estaacute magnetizado
el arco eleacutectrico se desviaraacute hacia un lado del punto especiacutefico que se
desea calentar cualquiera sea el punto que se seleccione y como quiera
que se coloque la varilla En realidad el arco salta continuamente de un
lugar a otro y no es posible alcanzar en punto alguno la temperatura
necesaria para formar la soldadura
Por ello no queda maacutes remedio que desmagnetizar los tubos pre-
viamente La forma usual de lograrlo es enrollando un alambre conduc-
tor a su alrededor y haciendo pasar por eacutel una corriente alterna de gran
intensidad que crea un campo magneacutetico alternante en el seno del tubo
Al ir disminuyendo paulatinamente la intensidad de la corriente hasta
llegar a cero los dominios magneacuteticos en el seno del material van que-
dando desordenados hasta que la magnetizacioacuten desaparece cuando la
corriente se anula totalmente (capiacutetulo 2) Si la tuberiacutea estaacute muy magne-
tizada puede ser necesario repetir varias veces el proceso
Existen equipos comerciales disentildeados especialmente para aplicar
este procedimiento a tuberiacuteas de diversos diaacutemetros incluyendo las
mayores que se fabrican
Magnetizacioacuten de la maquinaria industrial A partir de los antildeos setenta del siglo pasado comenzoacute a tomarse en
cuenta que el magnetismo inducido en diversas maquinarias podiacutea ser
la causa de muchas fallas hasta el momento inexplicables Hoy diacutea se
le atribuye a la magnetizacioacuten el deterioro de rodamientos cadenas
engranajes y acoplamientos en maquinarias que aparentemente no tie-
nen alguna conexioacuten magneacutetica y no forman parte de motores genera-
dores ni poseen conexiones eleacutectricas
El problema se origina en que las partes de acero interconectadas en-
tre siacute crean circuitos magneacuteticos Estos circuitos proporcionan una viacutea
faacutecil para la transmisioacuten de los campos magneacuteticos generados por mo-
tores u otros dispositivos magneacuteticos ubicados en lugares relativamente
distantes
Un campo magneacutetico en movimiento crea voltajes y corrientes indu-
cidas en el seno del material que incrementan la temperatura y aceleran
el desgaste de los rodamientos y otras partes moacuteviles Los voltajes y
corrientes inducidas son mayores mientras maacutes raacutepido es el movimiento
relativo de las superficies en contacto (capiacutetulo 4)
Otras posibles fuentes de magnetizacioacuten de la maquinaria son a) la
exposicioacuten de algunas de sus partes a campos magneacuteticos intensos que
den origen a una magnetizacioacuten remanente y b) el paso de una corriente
continua intensa durante una soldadura de arco
En casos extremos la combinacioacuten de diferentes elementos puede
llegar a causar con el tiempo chispas y dantildeos severos en la superficie de
las partes deslizantes incrementando la friccioacuten y el desgaste Algunos
fabricantes preveacuten estos comportamientos indeseables incluyendo ma-
teriales aislantes en los rodamientos
Anomaliacutea magneacutetica La distribucioacuten normal del campo magneacutetico terrestre se puede alterar
por muchas razones por la actividad solar por la presencia de grandes
objetos construidos con materiales de alto contenido de hierro como
aviones barcos o submarinos o a causa de la influencia las estructuras
geoloacutegicas formadas por minerales con inclusioacuten de diversas sustancias
ferromagneacuteticas como el hierro (Fe) el niacutequel (Ni) o el cobalto (Co) Es
posible detectar tales anomaliacuteas mediante los Sensores de Anomaliacuteas
Magneacuteticas (SAM) instrumentos mucho maacutes sensibles que la bruacutejula
disentildeados especialmente para detectar las pequentildeas alteraciones en la
distribucioacuten del campo magneacutetico terrestre (figura 69)
Figura 69 Sensor de anomaliacuteas magneacuteticas (magnetoacuteme-
tro de compuerta de flujo)
143
El funcionamiento de un SAM es diferente al de los detectores de
tuberiacuteas soterradas o a los usados en aeropuertos para descubrir armas u
otros objetos ocultos de metal Los SAM soacutelo son sensibles a las per-
turbaciones magneacuteticas causadas por la presencia de Fe Ni Co y sus
aleaciones o por oacutexidos u otros minerales que los contengan de he-
cho la primera aplicacioacuten praacutectica de un magnetoacutemetro de este tipo fue
la de localizar depoacutesitos minerales que tuvieran componentes ferro-
magneacuteticos El primer texto publicado sobre el tema ldquoExamen de ya-
cimientos de hierro mediante medidas magneacuteticasrdquo data de 1879
Hoy diacutea se siguen utilizando magnetoacutemetros en las prospecciones
geoloacutegicas Los maacutes sensibles son capaces de detectar variaciones de
01 nanotesla que representa soacutelo una diezmileacutesima parte de la intensi-
dad promedio del campo magneacutetico terrestre
Estos instrumentos reaccionan ante cualquier acumulacioacuten de mine-
ral ferroso con tal que no se encuentre muy alejada de la superficie
pero tambieacuten detectan cualquier otro objeto ferromagneacutetico cercano A
causa de la extrema sensibilidad para no alterar las lecturas los opera-
rios deben despojarse de todos los objetos que contengan materiales
ferromagneacuteticos tales como cuchillos hebillas gafas de armadura me-
taacutelica o llaveros Un magnetoacutemetro geoloacutegico es un instrumento pe-
quentildeo que consta de un detector y un registrador que se llevan a cues-
tas Es tiacutepico que el detector se coloque en una peacutertiga de 2 a 3 metros
de longitud con el fin de atenuar cualquier influencia proveniente del
operador (figura 610)
Otras posibles interferencias pueden ser causadas por construcciones
cercanas liacuteneas de ferrocarril autos y carretas o vigas de acero que se
encuentren soterradas como por ejemplo en los cimientos de un edifi-
cio Tambieacuten pueden alterar las lecturas del magnetoacutemetro las liacuteneas de
transmisioacuten eleacutectrica los transformadores de la red comercial e incluso
las variaciones propias del campo magneacutetico terrestre que siempre estaacute
sujeto a pequentildeas fluctuaciones
Las compantildeiacuteas de explotacioacuten de minerales tambieacuten suelen emplear
aviones para hacer la prospeccioacuten de rocas ferrosas aunque la detec-
cioacuten se basa en otros principios ya revisados en el capiacutetulo 4 al descri-
bir la deteccioacuten de metales (figura 611)
144
Figura 610 Prospeccioacuten de minerales ferrosos El mag-
netoacutemetro se encuentra en el extremo de la peacutertiga
Figura 611 Prospeccioacuten de minerales desde el aire
La uacuteltima novedad en la prospeccioacuten de minerales por medios elec-
tromagneacuteticos consiste en el uso de lsquodronesrsquo En la actualidad se en-
tiende por drone cualquier dispositivo aeacutereo controlado y no tripulado
(figura 612) Si en sus inicios los drones se utilizaron de manera ex-
clusiva para fines beacutelicos sus aplicaciones se han ido diversificando
cada vez maacutes Algunas compantildeiacuteas de prospeccioacuten mineral tienen en
sus planes inmediatos usar drones para levantar mapas del espectro
electromagneacutetico a diferentes frecuencias Seguacuten Peter LeCouffe 145
director de operaciones de la compantildeiacutea canadiense Harrier Aerial Sur-
veys los drones se usaraacuten para lsquohellipregistrar las diversas bandas del
espectro electromagneacutetico Diferentes minerales dejaraacuten huellas elec-
tromagneacuteticas disiacutemiles de manera que con un procesador podemos en
principio resolver la composicioacuten de esos mineralesrsquo
(httpwwwminingandexplorationcatechnologyarticledrones_are_re
ady_for_takeoff_in_the_mining_industry)
Figura 612 Drone utilizado en la actualidad en
la prospeccioacuten de minerales por medios no
magneacuteticos con una autonomiacutea de vuelo de 15
a 20 minutos
Conflictos beacutelicos
Durante la Segunda Guerra Mundial los diversos contendientes emplea-
ron magnetoacutemetros para descubrir los submarinos enemigos (figura
613) el instrumento era remolcado por un barco o se colocaba en una
aeronave el meacutetodo aeacutereo es el habitual en la actualidad dada la sensi-
bilidad de los magnetoacutemetros contemporaacuteneos Cualquier variacioacuten
brusca del campo magneacutetico en las cercaniacuteas del detector como por
ejemplo la que tiene lugar en el motor de arranque durante el encendi-
do de un vehiacuteculo proporcionaraacute una clara sentildeal Esta uacuteltima particula-
ridad ha sido empleada en los conflictos beacutelicos para detectar garajes o
cocheras militares camufladas
Para reducir la interferencia de los equipos eleacutectricos proveniente
del propio avioacuten el SAM se coloca en una proyeccioacuten externa o bota-
loacuten como el que se muestra en un avioacuten P-3C de la Lockheed (figura
614) en los helicoacutepteros el magnetoacutemetro se cuelga de un cable Lo 146
usual es antildeadir circuitos electroacutenicos para neutralizar el ruido magneacuteti-
co de interferencia proveniente de la aeronave Aun asiacute el submarino se
detectaraacute solo si se encuentra cerca de la superficie y no demasiado
lejos del medio aeacutereo empleado
Figura 613 Deteccioacuten magneacutetica de submarinos
Figura 614 Botaloacuten con el magnetoacutemetro en su interior
147
El alcance maacuteximo de deteccioacuten de unos 1200 m lo determina el
tamantildeo del submarino y la composicioacuten de su casco aunque tambieacuten
influye en el alcance la direccioacuten relativa del movimiento respecto al
campo magneacutetico terrestre tanto del avioacuten como del submarino Exis-
ten submarinos nucleares cuyo casco estaacute construido de titanio metal
no magneacutetico no obstante diversos instrumentos y equipos en su inte-
rior que incluyen las turbinas el reactor y los motores dieacutesel auxiliares
se construyen de aleaciones que contienen hierro y niacutequel haciendo
factible su deteccioacuten magneacutetica
El magnetoacutemetro que aparece en el esquema de la figura 69 deno-
minado lsquode compuerta de flujorsquo (fluxgate magnetometer) fue desarro-
llado en 1930 funciona energizando con corriente alterna dos bobinas
ideacutenticas en oposicioacuten de manera que la lectura del amperiacutemetro aco-
plado a la bobina secundaria se puede ajustar a cero en presencia del
campo terrestre Sin embargo cualquier perturbacioacuten magneacutetica poste-
rior causa un desequilibrio en la magnetizacioacuten de los nuacutecleos ferro-
magneacuteticos y en la corriente que atraviesa las bobinas apareciendo una
sentildeal detectable en el secundario
Un tipo de magnetoacutemetro maacutes reciente es el de precesioacuten de proto-
nes A pesar de que su nombre quizaacutes le sugiera al lector un teacutermino de
ciencia-ficcioacuten su funcionamiento es muy sencillo (aunque la fiacutesica del
fenoacutemeno no lo es) En este caso el enrollado se coloca alrededor de un
recipiente largo y estrecho con agua etanol o keroseacuten Al usar una
bateriacutea de corriente continua y desenergizar bruscamente el enrollado
en presencia del campo magneacutetico terrestre aparece una extracorriente
de ruptura que activa los momentos magneacuteticos de los protones en los
nuacutecleos atoacutemicos de la sustancia en cuestioacuten Se genera asiacute una peque-
ntildea sentildeal proporcional al campo terrestre que se puede amplificar y de-
tectar Un ejemplo de extracorriente de ruptura es la pequentildea chispa
que ocasionalmente se origina en un interruptor al desconectar un mo-
tor o una laacutempara de luz friacutea
En la actualidad existen magnetoacutemetros computarizados muy sensi-
bles que pueden detectar anomaliacuteas magneacuteticas terrestres desde los
sateacutelites en oacuterbita Magnetoacutemetros complejos se incluyen en naves
espaciales para estudiar el magnetismo del sol y otros planetas En julio
de 2007 se publicoacute el Mapa Mundial Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
con datos recopilados durante un largo periacuteodo de tiempo Fue confec-
cionado usando sensores SAM de diversos tipos combinando determi-
naciones terrestres mariacutetimas y aeacutereas por viacutea sateacutelite (figura 615)
El mapa completo se puede descargar en
httpprojectsgtkfiexportsitesprojectsWDMAMprojectperugiaW
DMAM_102_2007_Edition_low_resolution_reduced1pdf
Figura 615 Seccioacuten Centroamericana y Caribentildea del Mapa Mundial
Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
149
CAPIacuteTULO 7
TERAPIAS MAGNEacuteTICAS REALES E ILUSORIAS
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
En la actualidad existen muchas terapias que aplican campos magneacuteti-
cos tanto estaacuteticos como electromagneacuteticos Algunas tienen base cien-
tiacutefica y son totalmente vaacutelidas como la diatermia que consiste en el
calentamiento local de los tejidos aplicando radiacioacuten de microondas
Otras no poseen valor alguno a la luz de los conocimientos cientiacuteficos
contemporaacuteneos sin embargo muchas personas alegan sentirse mejor
cuando se someten a ellas
Las terapias ilusorias aparentan causar beneficios por diversas razo-
nes Una de ellas es el efecto placebo descrito en el capiacutetulo siguiente
Otra razoacuten es que no toman en cuenta la evolucioacuten natural de los pade-
cimientos que pretenden curar Por ejemplo hay estadiacutesticas que mues-
tran que en casi el 90 de los casos de las dolencias relacionadas al
sistema osteo-mio-articular hay remisioacuten espontaacutenea de siacutentomas es
decir desaparecen o reducen su intensidad por siacute mismos lo cual hace
aparecer como eficaz cualquier tratamiento aplicado tanto si es con-
vencional como si pertenece al grupo de las llamadas medicinas ldquoalter-
nativasrdquo ldquonaturalesrdquo o ldquotradicionalesrdquo
Se dice que es necesario conocer el pasado para poder comprender
el presente y vislumbrar hacia doacutende iremos en el futuro Y la realidad
es que muchos supuestos tratamientos magneacuteticos ldquonovedososrdquo ade-
maacutes de carecer de fundamento cientiacutefico fueron ya ensayados y
desechados hace mucho Auacuten alcanzan categoriacutea de terapia en ciertos
ciacuterculos gracias a la ignorancia de practicantes y pacientes a la ilusoria
promesa de alivio efectivo con poco esfuerzo y sin riesgos para el 150
paciente y a la propaganda reiterada acerca de su supuesta efectividad
la mayoriacutea de las veces con fines estrictamente econoacutemicos
A veces se alega que tales terapias son beneacuteficas porque los imanes
son lsquonaturalesrsquo como si esto fuera un argumento de peso En realidad
los imanes que se encuentran en la vida diaria son todos sinteacuteticos di-
sentildeados para cada aplicacioacuten especiacutefica Poseen propiedades magneacuteti-
cas muy superiores a las de la magnetita natural que en la praacutectica soacutelo
ha quedado para curiosidad de museo o uso de laboratorio (ver tabla
23) Ademaacutes el naturismo no es ciencia sino una doctrina que predi-
ca el uso de productos naturales para prevenir o curar las enfermedades
Nadie ha demostrado que la medicina natural sea superior o siquiera
equivalente a la medicina convencional moderna excepto quizaacutes en
alguna contada excepcioacuten
No es raro que las supuestas terapias aparezcan de forma recurrente
Alcanzan un maacuteximo de popularidad se ponen de moda y muchos las
adoptan Al cabo de un corto tiempo surge el desencanto se comprueba
que no sirven para nada y desaparecenhellip aunque no totalmente para
reaparecer con fuerza al cabo de unos pocos antildeos renaciendo de sus
cenizas como el ave Feacutenix
El caso de las pulseras magneacuteticas del capiacutetulo 1 no es ni mucho
menos el uacutenico En la actualidad no resulta difiacutecil encontrar anuncios
promociones y artiacuteculos en revistas no especializadas o en la Internet
donde se ensalzan las virtudes de uno u otro tratamiento magneacutetico o de
radiaciones desconocidas para ser aplicadas tanto a personas como a
animales Los anuncios recomiendan bobinas para generar campos al-
ternos o imanes permanentes para magnetoterapia prometiendo al
comprador beneficios de todo tipo a un precio moacutedico Usualmente los
imanes se colocan en alguacuten soporte o aditamento adecuado como pulse-
ras vendas collares mantas e incluso camas
Estas promociones nunca aportan pruebas de sus afirmaciones citan
personajes inexistentes o fuera de contexto y ni siquiera emplean una
terminologiacutea veraz Lo usual es que utilicen teacuterminos cientiacuteficos pero
en forma incorrecta No obstante para el lector no entrenado estas
declaraciones suelen resultar bastante convincentes pues la terminolo-
giacutea cientiacutefica proporciona un manto de ciencia y veracidad a lo que
nada tiene de lo uno o de lo otro Tambieacuten pesa mucho en la balanza el
afaacuten del paciente de buscar solucioacuten a una dolencia que puede no ser
fatal pero siacute muy molesta recurrente y difiacutecil de aliviar 151
Por tanto iquestqueacute hay de cierto y queacute de falso en las terapias magneacuteti-
cas iquestQueacute se sabe en realidad y queacute resulta una pura especulacioacuten iquestEs
correcto incluir a todas bajo una misma denominacioacuten Es decir por
ser magneacuteticas o electromagneacuteticas iquesttodas sirven iquestNinguna sirve
iquestSon beneacuteficas o son dantildeinas iquestCoacutemo separar la ficcioacuten de la realidad
Campos magnetostaacutetico y electromagneacutetico Antes de proseguir resulta conveniente insistir en lo siguiente Existe
una diferencia esencial entre los campos magnetostaacuteticos asociados a
los imanes permanentes (o a una bobina con corriente continua) y los
campos electromagneacuteticos que se generan en una antena emisora o se
producen al hacer pasar una corriente alterna por el enrollado de una
bobina La diferencia consiste en que los campos magneacuteticos variables
en el tiempo siempre tienen asociado un campo eleacutectrico mientras que
los campos magneacuteticos estaacuteticos no estaacuten asociados a campo eleacutectrico
alguno
Los magnetoterapeutas usualmente desconocen lo anterior y no ha-
cen distincioacuten entre uno y otro cuando en realidad resulta imprescindi-
ble analizarlos por separado pues las propiedades son radicalmente
distintas En un caso solo actuacutea un campo el magneacutetico En el otro dos
campos con propiedades muy diferentes actuaraacuten a la vez sobre el suje-
to
Campo magneacutetico estaacutetico magnetoterapia El teacutermino proviene del ingleacutes magnetotherapy ldquoterapia con imanesrdquo
pero tambieacuten se aplica a los campos generados en bobinas con corriente
continua siempre y cuando la corriente no variacutee con el tiempo
Desde la antiguumledad se le han atribuido virtudes curativas a los ima-
nes Cuando se revisa la literatura surgen referencias anecdoacuteticas anti-
guas aunque difiacuteciles de verificar Asiacute se mencionan papiros de antes
de nuestra era donde aparece la receta de un unguumlento aplicable a heri-
das en la cabeza nombrando el hierro meteoacuterico que algunos interpre-
tan como el imaacuten natural magnetita Tambieacuten parece ser que griegos y
romanos atribuiacutean efectividad a los tratamientos magneacuteticos Seguacuten
algunas fuentes el griego Hipoacutecrates considerado el meacutedico maacutes
152
importante de la antiguumledad recomendaba ldquohellipsi la cavidad uterina no
retiene el semen viril toma plomo y saca de la piedra que atrae el hie-
rro un polvo fino envuelve todo en tela de lino humedecida con leche
de mujer y luego apliacutecalo como fomento contra la matrizrdquo Otras afir-
man que en los escritos del bioacutegrafo y ensayista griego Plutarco se pue-
de encontrar la desconcertante referencia de que un imaacuten permanente
pierde su fuerza si se le restriega con ajo Tambieacuten aparecen menciones
sobre las supuestas virtudes curativas de la magnetita en escritos persas
aacuterabes y bizantinos antiguos
En el siglo XVI el meacutedico filoacutesofo y alquimista suizo Theophrastus
Bombastus von Hohenheim (1493-1541) maacutes conocido como Paracel-
so utilizoacute imanes permanentes para tratar la epilepsia la diarrea y las
hemorragias procedimientos que posteriormente fueron encontrados
sin fundamento Consideraba que las enfermedades eran atraiacutedas hacia
el imaacuten de la misma forma que son atraiacutedos el acero y el hierro y que
uno de los polos era capaz de atraer y el otro de repeler los padecimien-
tos
Aunque los escritos de Paracelso conteniacutean elementos de magia la
oposicioacuten a los preceptos meacutedicos de su tiempo apoyados en purgas y
sanguijuelas para lsquoextraer los malos fluidos del cuerporsquo contribuyeron
al adelanto del pensamiento cientiacutefico de la eacutepoca Algunos de sus cri-
terios subsisten hasta hoy en forma de pseudociencia como por ejem-
plo la supuesta diferencia de aplicar un polo norte o un polo sur en
diferentes terapias magneacuteticas Paracelso tambieacuten es considerado pre-
cursor de otra pseudociencia la homeopatiacutea de Samuel Hahnemann
(1755-1843) pues muchos de sus remedios se cimentaban en la creen-
cia de que ldquolo similar cura lo similarrdquo Esta frase resume la lsquoley de lo
similaresrsquo uno de los nunca demostrados postulados de Hahnemann
(ver Rev Cub Fiacutesica vol 25 No 1 (2008) p 38-44 accesible en la
WEB)
En los siglos siguientes se multiplicaron en toda Europa partidarios
y detractores de las terapias magneacuteticas En 1641 el irlandeacutes Valentine
Greatrakes inspirado en un suentildeo se dedicoacute a prestar sus servicios
como sanador frotando las partes afectadas con una barra de hierro
magnetizada El eacutexito de sus tratamientos fue confirmado por personas
distinguidas y educadas de la eacutepoca pero las curas eran transitorias y
la cantidad de personas que veniacutean a consultarlo fue decreciendo gra-
dualmente hasta que se retiroacute Johan Baptiste van Helmont (1644)
intentoacute asociar el magnetismo a la miacutestica encontrando la oposicioacuten del
jesuita Adanasius Kircher quien consideraba las conjeturas supersticio-
sas como payasadas Es posible encontrar referencias del siglo XVIII
sobre la aplicacioacuten de los imanes permanentes a los dolores dentales y a
las histerias temblores y tortiacutecolis Tambieacuten se mencionan la mejora en
la regularidad de las menstruaciones y la atenuacioacuten de dolores en ge-
neral
Franz Anton Mesmer
La terapia magneacutetica con imanes permanentes alcanzoacute su mayor grado
de popularizacioacuten a finales del siglo XVIII en Francia con Franz Anton
Mesmer un meacutedico austriacuteaco precursor en los campos del psicoanaacutelisis
y del hipnotismo Mesmer habiacutea sido alumno de otro sacerdote jesuita
el padre Maximilian Hell quien realizaba ldquocuracionesrdquo a principios de
la deacutecada de 1770 aplicando a sus pacientes placas de acero magneti-
zado
En viacutesperas de la Revolucioacuten Francesa Mesmer inauguroacute en Pariacutes
un saloacuten de curaciones que atendiacutea a la nobleza e incluiacutea tratamientos
magneacuteticos Las curaciones se lograban tratando las ldquohellipdesviaciones
indeseables del magnetismo animal innato a los seres humanosrdquo Con el
tiempo Mesmer descubrioacute que obteniacutea los mismos resultados sin utili-
zar los imanes y postuloacute que el lsquomagnetismo animalrsquo inherente a todo
lo vivo era quien le permitiacutea corregir las anomaliacuteas del lsquoflujo magneacuteti-
corsquo en los enfermos
Uno de sus tratamientos consistiacutea en reunir a los pacientes en una
habitacioacuten oscura Vistiendo una tuacutenica dorada y una especie de varita
maacutegica en su mano los sentaba alrededor de una gran vasija que conte-
niacutea una disolucioacuten de productos quiacutemicos El magnetizador y sus ayu-
dantes todos varones miraban fijamente a los ojos de los pacientes les
hablaban y les frotaban diversas partes del cuerpo incluyendo los senos
de las mujeres mientras los pacientes se agarraban a unas barras de
hierro que sobresaliacutean de la disolucioacuten hasta que se alcanzaba un cierto
grado de exaltacioacuten De esta manera se curaban a diestra y siniestra
muchos aristoacutecratas principalmente mujeres joacutevenes
En 1785 cuatro antildeos antes del inicio de la Revolucioacuten Francesa los
principales meacutedicos de Pariacutes presionaron a Luis XVI para que tomara
154
cartas en el asunto quien hizo que la Academia Francesa de las Cien-
cias nombrara una comisioacuten para revisar los lsquotratamientosrsquo de Mesmer
La comisioacuten incluiacutea personalidades de renombre como el astroacutenomo
Jean Sylvain Bailly miembro de la Academia primer presidente de la
Asamblea Nacional durante la Revolucioacuten Francesa y posteriormente
Alcalde de Pariacutes el quiacutemico Antoine Lavoisier descubridor de la Ley
de Conservacioacuten de la Masa miembro de la Academia tambieacuten cono-
cido como el Padre de la Quiacutemica Moderna el meacutedico Joseph Ignace
Guillotin de sombriacutea celebridad hoy diacutea pero un meacutedico reconocido en
su eacutepoca y diputado a la Asamblea Nacional y Benjamiacuten Franklin
revolucionario norteamericano diplomaacutetico y experto en electricidad
inventor del pararrayos y los bifocales
La comisioacuten realizoacute lo que hoy se conoce como un elemental expe-
rimento de control aplicoacute el tratamiento magnetizador sin que los pa-
cientes lo supieran y no se produjeron las curaciones Se concluyoacute que
las curaciones si las habiacutea estaban solo en la mente de las personas que
las esperaban El informe elaborado desfavorable para las teoriacuteas de
Mesmer hizo que este perdiera raacutepidamente su prestigio y pasara el
resto de su vida en el olvido
La figura 71 muestra un dibujo de un perioacutedico parisino de la eacutepo-
ca Benjamiacuten Franklin aparece a la izquierda con los documentos que
declaran el magnetismo animal una farsa Arriba a la derecha Mesmer
con grandes orejas de burro es expulsado volando de la sala junto a su
seacutequito de asistentes Los maacutes maliciosos en Pariacutes acusaban a Mesmer
de ejecutar praacutecticas maacutegico-sexuales en su saloacuten de curaciones
Los reportes originales de las autoridades parisinas detallando las te-
rapias de Mesmer junto a muchas otras informaciones sobre falsos
expertos y tratamientos magneacuteticos aparecen en el libro de Charles
Mackay ldquoMemorias de Ilusiones Populares y la Locura de las Multitu-
desrdquo editado en 1841 Se encuentra accesible en
httpwwwfullbookscomMemoirs-of-Extraordinary-Popular-
Delusionsx3081html
155
Figura 71 Dibujo satiacuterico de un perioacutedico parisieacuten
de 1790 ridiculizando al magnetismo animal lsquoFran-
klin pone en fuga a los mesmeristasrsquo en lsquoEl magne-
tismo develadorsquo Biblioteca Nacional de Francia
Tractores de Perkins
Tambieacuten hacia finales del siglo XVIII el meacutedico Elisha Perkins de
Connecticut que alternaba el ejercicio de la medicina con el de comer-
cio de mulas recomendaba el uso de lsquotractores metaacutelicosrsquo para el tra-
tamiento de varias enfermedades en personas y caballos Los lsquotractoresrsquo
(punzones confeccionados de dos metales diferentes que en realidad no
teniacutean propiedades magneacuteticas) se utilizaban frotando suavemente el
aacuterea lesionada para ldquoextraer el fluido eleacutectrico nocivo que subyace en
la base del sufrimientordquo En 1776 justo al comienzo de la guerra de
independencia de Estados Unidos le habiacutea sido concedida una patente
bajo el tiacutetulo ldquoaparato metaacutelico de Perkins para la terapia del dolorrdquo
Algunos meacutedicos prominentes esceacutepticos de los resultados de Per-
kins repitieron sus experimentos utilizando piezas de madera talladas y
pintadas de forma que semejaran tractores Los resultados fueron exac-
tamente los mismos que los obtenidos con los tractores reales y fueron
publicados en el artiacuteculo ldquoDe la imaginacioacuten como causa y cura de
desoacuterdenes ejemplificada por tractores ficticiosrdquo En 1796 la Connec-
ticut Medical Society calificoacute a Perkins de farsante y lo expulsoacute de sus
filas por haber ldquorevivido las remanencias miserables del magnetismo
animalpredicando que el frotamiento curaraacute radicalmente los dolores
maacutes rebeldesrdquo Por regla general los periodistas no tardaban en satiri-
zar este tipo de fantasiacuteas terapeacuteuticas (figura 72)
Figura 72 Aplicacioacuten de los tractores de Perkins
Tomado de httpwwwhslvirginiaedu Publicado
por H Humphrey 27 St Jamess Street Londres
Nov 11 1801
Un artiacuteculo mucho maacutes reciente de EJ Engstrom publicado en el
Medizinhistorisches Journal 41(3-4) 2006 revela que entre 1780 y
1830 los meacutedicos de La Chariteacute uno de los principales hospitales de
Berliacuten realizaron ensayos cliacutenicos para comprobar la efectividad tera-
peacuteutica del magnetismo animal y mineral (la manera de designar en la
eacutepoca lo que hoy se conoce como magnetoterapia) Fundamentaacutendose
en los reportes meacutedicos e historias cliacutenicas Engstrom concluyoacute lo si-
guiente ldquoMientras que en 1790 la plausibilidad de las reivindicaciones
terapeacuteuticas del magnetismo animal demandaban la atencioacuten del cuerpo
meacutedico en 1830 las evidencias acumuladas sobre lo que se basaban
esas reivindicaciones habiacutean perdido su poder de persuasioacuten y fueron
relegadas al oscuro mundo de los farsantes y los charlatanesrdquo
157
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos No obstante a pesar de la continuada descalificacioacuten de estos procedi-
mientos por parte de la comunidad cientiacutefica la terapia magneacutetica se
hizo bastante popular En los siglos siguientes devino en una forma de
curanderismo o charlataneriacutea distorsionada y muchas veces fraudulenta
A finales del siglo XIX era posible encontrar cataacutelogos de grandes tien-
das norteamericanas ofertando ropa y sombreros magneacuteticos (algunos
con maacutes de 700 imanes) para entrega por correo Los anuncios prome-
tiacutean que ldquohellipel magnetismo aplicado correctamente curaraacute cualquier
enfermedad curable independientemente de cuaacutel sea su causardquo (Ma-
cklis R Annals of Medicine 118(5) 376-383 1993)
Auacuten hoy diacutea es posible encontrar escritos donde se afirma que el
magnetismo es buenohellip praacutecticamente para todo Asiacute por ejemplo una
solicitud de patente de 1982 (S Maeshima Tokio) describe los benefi-
cios que proporciona el aparato disentildeado por eacutel como que es capaz de
ldquohellip conducir el magnetismo al cuerpo y con esto provocar una leve
estimulacioacuten de los nervios perifeacutericos y de las ceacutelulas tisulares Esto
debe aumentar la circulacioacuten de la sangre la excrecioacuten cutaacutenea y el
recambio efectos necesarios para la conservacioacuten de una buena salud
para la defensa contra las enfermedades y para la recuperacioacuten general
despueacutes de una severa enfermedadrdquo Aquiacute el engantildeo estaacute en la palabra
ldquodeberdquo es decir el solicitante supone que su invento es capaz de todo
lo que dicehellip que desde luego no puede demostrar
En el paacuterrafo anterior se pudiera escribir igualmente lsquodebersquo estimu-
lar los procesos que favorecen la formacioacuten de tumoreshelliprsquodebersquo esti-
mular la reproduccioacuten de las ceacutelulas cancerosas en fin lo que a usted
se le ocurra ya que no hay razoacuten alguna para que se estimulen uacutenica-
mente los procesos beneacuteficos para el organismo si es que efectivamen-
te se logra estimular alguno Lo uacutenico que ha cambiado en relacioacuten con
los escritos del siglo XVIII es la terminologiacutea utilizada maacutes acorde con
el estado actual de los conocimientos
El misticismo las exageraciones y las falsedades que acompantildearon
el uso del magnetismo en la medicina desde sus inicios de cierta forma
desestimularon por mucho tiempo el desarrollo de investigaciones cien-
tiacuteficas serias acerca de sus posibles efectos terapeacuteuticos Al avanzar el
siglo XX el intereacutes popular por la terapia magneacutetica habiacutea decaiacutedo y
158
hacia los antildeos 40 praacutecticamente no se publicaban artiacuteculos en las revis-
tas especializadas acerca de los efectos fisioloacutegicos de los campos
magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos
Aunque actualmente es posible encontrar ofertas de imanes perma-
nentes en forma de diversos aditamentos terapeacuteuticos los estudios que
avalan la eficacia de esos tratamientos siguen sin aparecer Auacuten maacutes ni
siquiera hay indicios de cual pudiera ser el posible mecanismo de ac-
cioacuten de esos dispositivos Como el campo magneacutetico de los imanes no
variacutea con el tiempo no hay efectos eleacutectricos asociados ademaacutes la
intensidad de los campos aplicados es muy pequentildea para tener alguacuten
efecto directo sobre el organismo Analicemos pues brevemente las
propiedades reales de los campos magnetostaacuteticos
El campo magnetostaacutetico es conservativo Es conocido que un campo magnetostaacutetico no interacciona con las par-
tiacuteculas sin carga eleacutectrica Tampoco lo hace con las que tienen carga
eleacutectrica y estaacuten en reposo Solo puede hacerlo con las cargas o iones
en movimiento haciendo que su direccioacuten variacutee pero no su energiacutea
cineacutetica pues la fuerza de interaccioacuten es perpendicular al movimiento
en todo momento (en fiacutesica se resume esta propiedad diciendo que la
fuerza no hace trabajo)
Si se acerca un imaacuten al cuerpo humano puede que interaccione de
una manera diferente con los iones presentes en los tejidos haciendo
que su energiacutea potencial variacutee Pero al alejarlo la situacioacuten se revertiraacute
completamente Al regresar a la posicioacuten inicial el sistema tornaraacute
exactamente al estado energeacutetico que teniacutea en sus inicios sin que haya
ninguacuten cambio neto en la energiacutea (es por eso que el campo magnetostaacute-
tico es un campo conservativo la energiacutea del sistema se mantiene cons-
tante en un ciclo cerrado de movimiento) Luego no se puede conside-
rar que haya un traspaso de energiacutea del imaacuten al sujeto pues contradice
las leyes conocidas de la fiacutesica Si asiacute fuera los imanes se descargariacutean
como las bateriacuteas lo que no sucede (Los imanes de las bocinas de sus
equipos de audio y los de la puerta de su refrigerador no se lsquodescarganrsquo
nunca por mucho que trabajen)
Otro argumento contrario a la efectividad terapeacuteutica de los campos
magnetostaacuteticos es el siguiente los promotores de la aplicacioacuten de ven-
das magnetizadas para estimular los muacutesculos de los deportistas atribu-
yen los supuestos efectos a un incremento de la circulacioacuten local de la
sangre Sin embargo la evidencia cientiacutefica que apoya esta afirmacioacuten
es inexistente Vale la pena recordar que el flujo sanguiacuteneo depende de
factores tales como la diferencia de presioacuten en el sistema de vasos y de
sus diaacutemetros sometidos eacutestos a un fino control a traveacutes de mecanis-
mos muy complejos (hormonales nerviosos y sistemas locales de con-
trol) cuya influencia individual es muy difiacutecil de valorar
Ademaacutes todo intento de explicar un incremento en la circulacioacuten
mediante las fuerzas magneacuteticas que actuacutean sobre los iones cargados en
movimiento choca con la realidad de que esas fuerzas son demasiado
pequentildeas Se ha calculado que un imaacuten permanente tiacutepico capaz de
generar en la piel un campo magneacutetico de 25 mT origina un efecto en
los iones de la sangre millones de veces menor que el de la agitacioacuten
teacutermica que siempre se encuentra presente en cualquier objeto
Un argumento definitorio en contra de la supuesta estimulacioacuten local
de la circulacioacuten de la sangre es el siguiente los pacientes sometidos a
diagnoacutestico en equipos de resonancia magneacutetica se someten a campos
magneacuteticos de intensidad miles de veces mayores que el proporcionado
por cualquier imaacuten permanente Los estudios realizados sobre estos
pacientes nunca han mostrado efecto alguno en la circulacioacuten sanguiacute-
nea
Existen numerosas investigaciones que han fracasado en el empentildeo
de encontrar alguna relacioacuten entre la aplicacioacuten del campo magneacutetico y
la circulacioacuten de la sangre Tambieacuten se ha sentildealado que la sola presen-
cia de una venda alrededor de un muacutesculo sin ninguacuten aditamento mag-
netizante es suficiente para hacer variar su temperatura y ejercer un
efecto estimulante De manera que es posible afirmar sin lugar a dudas
que esa estimulacioacuten magneacutetica de la circulacioacuten no es maacutes que una
fantasiacutea ilusoria
Campo electromagneacutetico
Como se explicoacute en la seccioacuten anterior los campos magneacuteticos varia-
bles en el tiempo engendran campos eleacutectricos (y viceversa) de manera
que no es posible analizar los efectos magneacuteticos sin tomar en cuenta
los efectos eleacutectricos Ambos efectos estaraacuten siempre presentes en con-
junto en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propaga en todas
direcciones a la velocidad de la luz
160
Descartando los rayos X analizados en el capiacutetulo 5 resulta uacutetil es-
tablecer una divisioacuten adicional entre los dos tipos de radiaciones maacutes
utilizadas en diversas terapias las microondas u ondas de radio de alta
frecuencia y los campos alternos de baja frecuencia
Microonda (300 MHz-3 GHz) El principal efecto de las microondas en los tejidos bioloacutegicos es la
generacioacuten de calor La diatermia se utiliza ampliamente para tratar el
dolor y la inflamacioacuten con irradiaciones de radiofrecuencias sobre la
zona afectada para elevar la temperatura La tendencia actual para tra-
tar algunos tipos de procesos inflamatorios es contraria se reduce la
temperatura con el objetivo de ralentizar o retardar las reacciones dantildei-
nas que tienen lugar en el proceso
Como la componente eleacutectrica de la radiacioacuten actuacutea directamente
sobre las cargas eleacutectricas puede inducir pequentildeas corrientes eleacutectricas
en los tejidos que generaraacuten calor por efecto Joule Tambieacuten habraacute otro
tipo de interaccioacuten la dieleacutectrica al inducir dipolos en las moleacuteculas no
polares o ejerciendo torques sobre las moleacuteculas polares Este meca-
nismo tambieacuten puede elevar la temperatura de los tejidos al incrementar
la agitacioacuten al nivel microscoacutepico pues la temperatura es justamente la
medida macroscoacutepica de esa agitacioacuten El proceso es enteramente simi-
lar al que tiene lugar en un horno de microondas
La induccioacuten generada por los campos eleacutectricos y el correspon-
diente calor disipado aumenta con la intensidad del campo aplicado y
con la rapidez de su variacioacuten en el tiempo Existe un rango bastante
amplio de frecuencias que producen estos efectos La frecuencia utili-
zada en la mayoriacutea de los equipos comerciales de microondas es de
unos 2 450 MHz regulada por convenios internacionales
Radiacioacuten de baja frecuencia
En la literatura meacutedica se denominan campos de baja frecuencia a los
de valor entre 20 y 100 Hz la frecuencia de la red comercial es 50 Hz
en Europa y 60 Hz en Ameacuterica Tambieacuten es usual encontrar campos
pulsantes que poseen una frecuencia algo mayor pero que no se apli-
can de forma continua sino por impulsos de corta duracioacuten Con ese
161
procedimiento se persigue el objetivo de dar tiempo a dispersar lo maacutes
posible el calor potencial generado por la radiacioacuten -si lo hubiere- ya
que en este caso no es el calor lo que interesa
Existe amplia evidencia de que la actividad eleacutectrica estaacute presente en
el cuerpo humano en todo momento Es posible medir los potenciales
causados por las corrientes en el corazoacuten (electrocardiograma) o en el
cerebro (electroencefalograma) Un hueso sometido a un esfuerzo me-
caacutenico tambieacuten puede generar diferencias de potencial (efecto piezo-
eleacutectrico) De manera que resulta muy racional suponer que la aplica-
cioacuten de una corriente eleacutectrica adecuada de baja intensidad podraacute afec-
tar los tejidos de alguna manera Esa corriente se puede aplicar direc-
tamente a traveacutes de contactos en la piel o indirectamente mediante un
campo electromagneacutetico de baja frecuencia que genera campos eleacutectri-
cos y corrientes en el interior del cuerpo La palabra lsquoadecuadarsquo es im-
portante los tejidos responden de muy diversa forma a diferentes sentildea-
les eleacutectricas en dependencia tanto del tejido particular considerado
como de la sentildeal aplicada Por tanto es imposible conocer de ante-
mano sin llevar a cabo ensayos cliacutenicos detallados si tal estiacutemulo seraacute
realmente beneacutefico o por el contrario dantildeino para el paciente Muchos
promotores de estos procedimientos simplemente no toman en cuenta
esta realidad
Breve historia de la terapia electromagneacutetica Las terapias electromagneacuteticas surgieron casi conjuntamente con el
inicio de las primeras redes eleacutectricas comerciales La figura 73 mues-
tra una paciente durante una aplicacioacuten del Theronoid producido en
Estados Unidos a partir de 1928 Consistiacutea en un enrollado toroidal de
alambre conductor de unos 50 cm de diaacutemetro con una caja adosada y
dos controles uno de apagadoencendido y otro de altabaja para regu-
lar la intensidad Disentildeado para aplicaciones caseras el paciente lo
conectaba a la corriente de su vivienda para autoaplicarse tratamientos
diarios de 3 a 5 minutos de duracioacuten Este no fue el primer dispositivo
con estas caracteriacutesticas pues con anterioridad se habiacutean patentado
otros similares para ser usados tanto en personas como animales hasta
en caballos La figura 74 se muestra una patente donde la bobina se
colocaba alrededor de todo el caballo parado en sus 4 patas
162
Figura 73 El Theronoid (Tomado de
httpwwwamericanartifactscomsmmaindexhtm)
Figura 74 Equipos para tratamientos electromagneacuteti-
cos Principios del siglo XX (Tomado de httpwww
americanartifactscomsmmaindexhtm)
Como casi siempre ocurre con estas terapias maravillosas los auto-
res afirmaban que el Theronoid podiacutea curar casi cualquier dolencia
desde el estrentildeimiento hasta la paraacutelisis En 1933 la Comisioacuten Federal
de Comercio de Estados Unidos prohibioacute la publicidad del Theronoid
como dispositivo terapeacuteutico por no encontrar que proporcionara bene-
ficio alguno a las personas (accesible en httpwwwamericanartifacts
comsmmaindexhtm)
En el presente existe una gran cantidad de literatura sobre el tema
Por ejemplo una revisioacuten del antildeo 2008 publicado por RHW Funk y
colaboradores del Instituto de Anatomiacutea de Dresden incluye alrededor
de 400 artiacuteculos dedicados al estudio de los efectos bioloacutegicos de la
radiacioacuten sobre ceacutelulas y tejidos El resumen no incluye otros muchos y
muy variados artiacuteculos que reportan los efectos de la radiacioacuten al apli-
carse directamente a las personas (a pesar de que quienes los aplican no
saben con certeza si los tratamientos seraacuten dantildeinos en alguacuten sentido o
no)
En las personas la radiacioacuten de baja frecuencia se ha aplicado al es-
tudio de los efectos en el aparato muacutesculo-esqueleacutetico en traumatolo-
giacutea reumatologiacutea y en enfermedades del aparato vascular La terapia
maacutes estudiada es la que se aplica a las fracturas oacuteseas tanto en personas 163
como animales Si bien el mecanismo no estaacute totalmente esclarecido
diversos autores reportan que la radiacioacuten estimula los procesos asocia-
dos a la formacioacuten del hueso y a la asimilacioacuten de implantes Se em-
plean frecuencias entre 20 y 100 Hz con intensidades del campo aplica-
do muy pequentildeas entre 05 y 8 mT y duracioacuten de hasta 30 minutos El
tratamiento puede prolongarse por diacuteas o meses aunque hay investiga-
dores que alegan que la regeneracioacuten del hueso pudiera ocurrir de ma-
nera indeseable Otros consideran que los beneficios no justifican su
relativamente alto uso cliacutenico en algunos lugares
En 1985 Watkins y otros reportaron que la aplicacioacuten a equinos de
campos electromagneacuteticos en defectos creados previamente mediante
cirugiacutea en la superficie del tendoacuten digital flexor causoacute un incremento
en la concentracioacuten de vasos sanguiacuteneos Pero la maduracioacuten del tejido
de reparacioacuten y la transformacioacuten del tipo de colaacutegeno (componentes
esenciales del proceso de recuperacioacuten del tendoacuten) fueron en realidad
retrasadas por el tratamiento
Un artiacuteculo muy documentado de EYS Chao y N Inoue basado
en ensayos con animales y publicado en 2003 titulado ldquoEstimulacioacuten
biofiacutesica de la reparacioacuten de huesos fracturados regeneracioacuten y remo-
delacioacutenrdquo concluye que ldquohellipsin conocer con precisioacuten el mecanismo
celular asociado a la respuesta de los tejidos a estas intervenciones
resultariacutea difiacutecil e inefectivo implementar una terapia apropiada acorde
a la prescripcioacuten cliacutenica precisardquo Maacutes adelante sentildeala ldquose requiere un
esfuerzo en este sentido para lograr la suficiencia en la aplicacioacuten cliacuteni-
cardquo
Al final de la publicacioacuten en un intercambio con los aacuterbitros los
propios autores advierten ldquohelliputilizar esta tecnologiacutea de forma indis-
criminada (sin prescripcioacuten y supervisioacuten apropiada) puede causar efec-
tos secundarios indeseados e incluso dantildeinosrdquo Un meta-anaacutelisis esta-
diacutestico posterior publicado en 2008 por Mollon et al reporta que en
ese momento auacuten existiacutea mucha incertidumbre acerca de la efectividad
de la estimulacioacuten electromagneacutetica cuando se aplica a las fracturas
Pero la radiacioacuten electromagneacutetica de baja frecuencia no solo se
aplica en los huesos Adicionalmente ha sido evaluada por diferentes
investigadores para el tratamiento de tejidos blandos tambieacuten en la
cabeza para supuestamente calmar los dolores o la ansiedad y en otras
partes del cuerpo con diversos fines Se fabrican equipos comerciales
en los que se puede introducir el torso completo de una persona (Figura
75)
Figura 75 Terapia con campos electromagneacuteticos de muy baja
frecuencia
En ciertos casos algunas investigaciones proporcionan evidencia de
que esta terapia pudiera ser de valor como en el caso de lesiones croacuteni-
cas y la regeneracioacuten neuronal Sin embargo otros no han podido en-
contrar ninguacuten efecto en la curacioacuten de los tejidos y es bastante usual
encontrar reportes contradictorios Quienes critican estas teacutecnicas ale-
gan que muchos de los experimentos que aparecen en la literatura han
sido mal disentildeados o no ha habido comparacioacuten con grupos de control
para confirmar los resultados Otros apuntan que los campos eleacutectricos
inducidos a tan bajas frecuencias son mucho menores a los que por
naturaleza existen en las membranas bioloacutegicas por lo que resulta muy
cuestionable la efectividad del tratamiento
A partir de los estudios realizados en ceacutelulas se ha estimado que la
intensidad de un campo magneacutetico de frecuencia industrial (50-60 Hz)
debe ser superior a 05 mT para inducir corrientes eleacutectricas de una
magnitud similar a las que se presentan de forma natural en el cuerpo
humano
En general aunque usualmente se reconoce la eficacia de algunos de
estos tratamientos tambieacuten existe el sentimiento bastante generalizado
entre la comunidad cientiacutefica de que auacuten queda mucho por estudiar para
lograr optimizar paraacutemetros tales como las caracteriacutesticas de la sentildeal
aplicada -intensidad frecuencia forma de la onda- el tiempo de aplica-
cioacuten y la duracioacuten del tratamiento A la par se necesitan estudios deta-
llados que permitan descartar la aparicioacuten de dantildeos colaterales
Reportes negativos
La radiacioacuten a baja frecuencia y baja intensidad no parece tener efectos
perjudiciales inmediatos pero siacute a largo plazo Un reporte bastante 165
completo de la Universidad de Washington en 2004 firmado por H Lai
y NP Singh indica que ldquohellip ratas expuestas a campos sinusoidales de
60 Hz por dos horas a intensidades de 01-05 mT mostraron incre-
mento de la rotura de cadenas simples y dobles de ADN en las ceacutelulas
del cerebrordquo y un artiacuteculo review de 2014 realizado por el Bioinitiative
Working Group de la Universidad de Washington reporta afectaciones
geneacuteticas en ceacutelulas expuestas a radiaciones de muy baja frecuencia en
el 83 de los casos
Estos resultados debieran indicarle a los terapeutas magneacuteticos con-
temporaacuteneos no aplicar a los sujetos campos de baja frecuencia de for-
ma recurrente al menos hasta tener mayor informacioacuten sobre el tema
Por una parte no hay beneficios demostrados mediante ensayos cliacutenicos
rigurosos y por la otra existe la posibilidad concreta de efectos perju-
diciales a largo plazo Aplicar estas radiaciones en la regioacuten abdominal
podriacutea acarrear afectaciones en el ADN de oacutevulos y espermatozoides
Como son entidades unicelulares se incrementariacutea asiacute la probabilidad
de que el paciente llegue a procrear fetos viables pero con alguna ano-
maliacutea geneacutetica que no seraacute detectada hasta mucho despueacutes
Otros lsquotratamientosrsquo son estafas bien organizadas En febrero de
2007 en una accioacuten combinada con Meacutexico y Canadaacute la Comisioacuten
Federal de Comercio de EEUU (Federal Trade Commision FTC)
presentoacute una demanda contra la empresa canadiense lsquoZoetron therapyrsquo
alegando la inefectividad de su terapia electromagneacutetica contra el caacuten-
cer La misma se basaba en la aplicacioacuten de campos magneacuteticos pulsan-
tes para eliminar las ceacutelulas cancerosas La Zoetron cobraba de 15 000
a 20 000 USD a los pacientes norteamericanos que despueacutes debiacutean
trasladarse por su cuenta a Meacutexico Durante la accioacuten combinada las
autoridades mexicanas clausuraron la cliacutenica en Tijuana donde se efec-
tuaban los tratamientos Finalmente la Zoetron llegoacute a un acuerdo con
la FTC en el que la empresa se comprometiacutea a no intentar nuevamente
un lsquonegociorsquo anaacutelogo a cuenta de la suspensioacuten de una multa de 7 650
000 USD basada esencialmente en su imposibilidad de cubrirla
En septiembre de 2013 la Food and Drug Administration (FDA) de
ese mismo paiacutes envioacute una carta de advertencia de delito a la empresa
israelita Curatronic Ltd por comercializar en los EEUU equipos gene-
radores de radiacioacuten electromagneacutetica capaces seguacuten sus promotores
de lsquoreeducarrsquo los muacutesculos para prevenir infartos incrementar la
166
circulacioacuten y retardar o prevenir la atrofia (Documento accesible en
httpwwwfdagovicecienforcementactionswarningletters2013ucm
335343htm)
Estos ejemplos indican que como regla cualquier supuesto tratamiento
electromagneacutetico se debe verificar a partir de la literatura cientiacutefica y
no soacutelo por lo que promueven los sitios comerciales
No obstante no todos los tratamientos propuestos en la literatura
son espurios Los hay efectivos o al menos reconocidos como tales
pero muy contados Un ejemplo es el siguiente la FDA aproboacute en
enero de 2013 un tratamiento dirigido a adultos con desordenes depre-
sivos que no alcanzan una mejoriacutea significativa con tratamientos con-
vencionales anti-depresivos La terapia emplea radiaciones electromag-
neacuteticas de baja frecuencia (1-10 kHz) (Documento accesible en
httpwwwaccessdatafdagovcdrh_docspdf12k122288pdf)
Nanomagnetismo y medicina
A principios de este siglo comenzaron a aparecer con cierta frecuencia
en las revistas cientiacuteficas especializadas artiacuteculos que relacionan la
nanotecnologiacutea con el magnetismo y la medicina A partir de ese mo-
mento la cantidad de artiacuteculos se ha ido incrementando en forma soste-
nida Una revisioacuten publicada en 2009 por Pankhust lista maacutes de 110
artiacuteculos que se pueden agrupar en diversas vertientes seguacuten el tema
especiacutefico a que estaacuten dedicados Ademaacutes de las nanopartiacuteculas mag-
neacuteticas que se emplean para realzar el contraste de las imaacutegenes de
resonancia magneacutetica se destacan las siguientes aplicaciones del
nanomagnetismo
1 Separacioacuten magneacutetica de ceacutelulas u otras entidades bioloacutegicas
2 Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
3 Meacutetodos de radiofrecuencia para desintegrar tumores por hiper-
termia
Separacioacuten magneacutetica Esta teacutecnica emplea nanopartiacuteculas compatibles con la entidad bioloacutegi-
ca deseada para lsquomarcarlasrsquo con alguna sustancia magneacutetica Tras ser
marcadas se separan de las restantes mediante alguacuten dispositivo de se-
paracioacuten magneacutetica Tal dispositivo puede ser algo tan sencillo como
un tubo de ensayo al cual se aplica un imaacuten permanente para causar la
segregacioacuten de las partiacuteculas magneacuteticas fuera del fluido portador Una
vez segregadas es faacutecil eliminar el resto del liacutequido Desde luego exis-
ten meacutetodos mucho maacutes raacutepidos y sofisticados
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
La desventaja principal de la mayoriacutea de las quimioterapias es que no
son especiacuteficas El faacutermaco se aplica por viacutea intravenosa y se dispersa
en todo el organismo atacando tanto al tumor como a las ceacutelulas sanas
causando efectos secundarios indeseables Si los faacutermacos pudieran
colocarse en el lugar especiacutefico donde se necesitan se podriacutean utilizar
con mayor efectividad y con menos peligro de dantildear las ceacutelulas sanas
Asiacute seriacutea posible reducir tanto los efectos secundarios como la cantidad
empleada de medicamento
El procedimiento magneacutetico propuesto desde finales de los antildeos 70
para tratar tumores cancerosos consiste en unir alguacuten producto toacutexico
para las ceacutelulas (citotoacutexico) con una nanopartiacutecula magneacutetica biocom-
patible La partiacutecula resultante se mezcla con un liacutequido portador ade-
cuado que puede ser agua o alguacuten solvente orgaacutenico para formar un
ferrofluido con las partiacuteculas complejas en suspensioacuten en el liacutequido
Usualmente se antildeade alguacuten estabilizador como el aacutecido oleico o el aacuteci-
do ciacutetrico para prevenir la aglomeracioacuten de las partiacuteculas
El tratamiento consiste en inyectar el fluido en el sistema circulato-
rio a la vez que se aplica un campo magneacutetico externo en la regioacuten del
cuerpo donde se desea concentrar el citotoacutexico La intensidad del cam-
po debe variar fuertemente con la distancia pues la fuerza magneacutetica
actuando sobre las partiacuteculas no es proporcional a la intensidad del
campo externo sino a su gradiente es decir a cuaacuten raacutepido variacutea esa
intensidad con la distancia Una vez que el complejo citotoacutexico-
nanopartiacutecula se concentra en el tumor el primero se libera mediante
cambios en la actividad enzimaacutetica en la acidez (pH) o en la temperatu-
ra
Existen muchos factores que influyen en el resultado final del pro-
cedimiento entre ellos el flujo sanguiacuteneo la concentracioacuten del ferro-
fluido el grosor de los tejidos la distancia hasta el origen del campo
168
magneacutetico la reversibilidad del enlace citotoacutexico-nanopartiacutecula y el
volumen del tumor
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
Los primeros intentos datan de 1957 cuando Gilchrist y colaboradores
impregnaron tejidos con partiacuteculas de maghemita (γ-Fe2O3) de tamantildeo
entre 20 y 100 nm para luego exponerlos a radiaciones electromagneacuteti-
cas de frecuencia 12 MHz El procedimiento actual no ha variado mu-
cho Las partiacuteculas se conducen hasta el tumor de manera similar al
meacutetodo descrito anteriormente y se aplica radiacioacuten electromagneacutetica
externa de frecuencia adecuada para lograr el calentamiento de las par-
tiacuteculas y el incremento de la temperatura del tumor Si la temperatura
se logra mantener frac12 hora o maacutes por encima del umbral terapeacuteutico de
los 42 ordmC el tumor seraacute destruido
En la praacutectica este meacutetodo ha estado muy restringido porque resul-
ta difiacutecil no dantildear los tejidos sanos adyacentes durante el calentamiento
No obstante en 2007 se reportaron los primeros estudios cliacutenicos en
humanos en el hospital La Chariteacute de Berliacuten realizados en un grupo de
14 pacientes con caacutencer en el cerebro Las nanopartiacuteculas se inyectaron
directamente en el tumor y la radiacioacuten aplicada fue de 100 kHz (J
Neuro-Oncol 2007 81 53-60) El proceso se controloacute de manera con-
tinua mediante imaacutegenes por resonancia magneacutetica En junio de 2010
la compantildeiacutea alemana Mag Force Nanotechnologies AG recibioacute la apro-
bacioacuten para comercializar su terapia Nano Caacutencer que combina el uso
de nanopartiacuteculas de oacutexido de hierro con la aplicacioacuten de radiacioacuten de
alta frecuencia en pacientes con glioblastoma multiforme (GBM) el
tumor cerebral maacutes comuacuten y maligno que se conoce Los fabricantes
afirman que su teacutecnica afecta solamente al tumor y que los tejidos sanos
adyacentes no se afectan (httpwwwmagforcedeenglishproducts
nano-cancer-therapyhtml)
iquestTratamiento magneacutetico contra el dolor Tanto los campos electromagneacuteticos como los magnetostaacuteticos son
propuestos actualmente por muchos comerciantes como uacutetiles para
aliviar el dolor En particular la idea de que sea posible reducir el dolor
con solo aplicar sobre la parte afectada un imaacuten permanente sin utilizar
aparatos complejos ni ingerir medicamentos resulta muy seductora De
ser cierta resultariacutea ideal tendriacuteamos un meacutetodo que praacutecticamente no
causa molestias no produce efectos colaterales y no cuesta dinero si se
exceptuacutea la inversioacuten inicial (un imaacuten se puede adquirir incluso de la
bocina de un equipo de radio desechado de un disco duro dantildeado o de
la puerta de un refrigerador inservible) Por si esto fuera poco el trata-
miento mediante un agente intangible e invisible como el campo mag-
neacutetico posee un aura de misterio que para muchas personas presenta un
atractivo adicional
Sin embargo no se tiene idea del posible mecanismo mediante el
cual el campo magneacutetico ya bien sea estaacutetico o variable en el tiempo
pudiera producir estos efectos Si verdaderamente el campo magneacutetico
estaacutetico fuera efectivo para aliviar el dolor no se podriacutea considerar que
el efecto esteacute asociado a una disminucioacuten de la conductividad eleacutectrica
de los nervios Hay caacutelculos que demuestran que para disminuir la con-
ductividad nerviosa en 10 se necesitan campos miles de veces maacutes
intensos que los que proporciona el imaacuten permanente maacutes potente
A veces se afirma que la aplicacioacuten de imanes es efectiva para ali-
viar siacutentomas como dolores musculares en el cuello y los hombros
aunque otros les atribuyen maacutes bien un efecto psicoloacutegico que de otro
tipo sobre el paciente En el caso que la aplicacioacuten va acompantildeada de
masajes no se han encontrado diferencias decisivas entre el empleo del
masaje y el campo magneacutetico aplicado o sin eacutel Otros estudios han dado
por resultado que la aplicacioacuten de collares o almohadillas magneacuteticas
no tiene efecto alguno sobre estos dolores Algo similar ocurre con las
supuestas aplicaciones en veterinaria No se encuentran estudios debi-
damente comprobados que demuestren que la terapia magnetostaacutetica
sea uacutetil en el tratamiento de dolencias animales Una revisioacuten de revis-
tas meacutedicas y veterinarias de 1998 con 65 referencias no logroacute encon-
trar ninguna evidencia definitiva a favor de los campos magneacuteticos
estaacuteticos (Ramey DW 1998)
En cuanto a los campos electromagneacuteticos algunos estudios realiza-
dos sobre el efecto de los campos de baja frecuencia y baja intensidad
para aliviar el dolor han proporcionado resultados aparentemente satis-
factorios (por ejemplo ver Annals of Surgery March 2012 - Volume
255 - Issue 3 - p 457ndash467) Otras referencias indican que esta terapia
pudiera resultar uacutetil para aliviar el dolor en el tratamiento de la osteoar-
tritis de la rodilla y la cervical en dolores persistentes en el cuello y en
170
el tratamiento de mujeres con dolores croacutenicos en la pelvis Sin embar-
go en otros casos como el de la artritis en el hombro no se han obser-
vado mejoriacuteas Los tratamientos en animales parecen ser menos efecti-
vos que en las personas aunque no nulos
Una posible explicacioacuten (no demostrada) para este comportamiento
seriacutea considerar que el tratamiento electromagneacutetico es capaz de afectar
la produccioacuten de sustancias quiacutemicas endoacutegenas ie generadas por el
organismo capaces de regular la transmisioacuten del dolor A mediados de
la deacutecada de 1970 se demostroacute que muchas fibras que inhiben la trans-
misioacuten del dolor en la meacutedula espinal liberan un neurotransmisor de-
nominado encefalina y que algunas aacutereas del cerebro que procesan los
mensajes de dolor producen otras sustancias quiacutemicas inhibidoras lla-
madas endorfinas
Las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad en otros
campos sobre los mecanismos del dolor involucran gran cantidad de
ensayos cliacutenicos y miles de pacientes Por ejemplo se ha sugerido
cierta relacioacuten entre la acupuntura y la liberacioacuten de endorfinas en el
organismo y algunos neurofisioacutelogos opinan que las agujas podriacutean
desencadenar la liberacioacuten de estas sustancias -lo que tampoco ha sido
demostrado- Un meta-anaacutelisis estadiacutestico que resume los resultados
de muchos ensayos cliacutenicos previos titulado ldquoAcupuncture Treatment
for Pain Systematic Review of Randomised Clinical Trials with Acu-
puncture Placebo Acupuncture and No Acupuncture Groupsrdquo publi-
cado en el British Medical Journal (BMJ 2009 338 a3115) arrojoacute las
siguientes conclusiones en una poblacioacuten total de 3 025 sujetos al com-
parar los resultados de la acupuntura contra un placebo ldquohellipse encontroacute
un pequentildeo efecto analgeacutesico que aparentemente posee poca relevancia
cliacutenica y no puede ser claramente separado de la predisposicioacuten de los
practicantesrdquo -el meacutetodo doble ciego no se aplicoacute en ninguacuten caso- ldquoNo
estaacute claro si las agujas en los puntos de acupuntura o en cualquier sitio
reducen el dolor de manera independiente del impacto psicoloacutegico del
ritual del tratamientordquo
No fue posible encontrar estudios similares al anterior empleando
campos electromagneacuteticos en vez de agujas Por otra parte como se
dijo antes muchos ensayos cliacutenicos no toman en cuenta la remisioacuten
espontaacutenea de los siacutentomas que tiene lugar en muchas dolencias tam-
poco consideran el efecto placebo Este uacuteltimo consiste en que no po-
cas personas alegan sentir mejoriacutea cuando se someten a alguacuten proce-
dimiento ineficaz o se les suministra alguna sustancia inerte -el place-
bo- bajo la falsa pretensioacuten de ser un medicamento que aliviaraacute su do-
lencia (ver capiacutetulo 8)
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial Vivimos sumergidos en un mar de ondas electromagneacuteticas de baja
intensidad que barren un amplio espectro de frecuencias Ondas de la
frecuencia de la red comercial de radio televisioacuten y microondas
atraviesan nuestros cuerpos continuamente todos los diacuteas y cada
segundo de cada diacutea mientras comemos dormimos nos bantildeamos o
nos sentamos frente al televisor Estas ondas son generadas por las
redes o tendidos eleacutectricos los radares las redes de comunicacioacuten de
todo tipo y algunos equipos industriales o del hogar como los televi-
sores los hornos de microondas las cocinas de induccioacuten y los teleacute-
fonos celulares Pero hay una gran diferencia entre los efectos causa-
dos por la radiacioacuten de alta intensidad y la de baja intensidad A partir
de cierta intensidad la radiacioacuten puede llegar a ser muy dantildeina por
debajo de cierto valor resulta totalmente inocua De aquiacute que cuando
se habla de los efectos de la radiacioacuten electromagneacutetica resulta indis-
pensable establecer con suma precisioacuten los liacutemites de intensidad y el
intervalo de frecuencias de que se habla
La radiacioacuten proveniente de fuentes naturales es de muy baja in-
tensidad mucho menor que la generada por las fuentes creadas por el
hombre En la superficie terrestre en el intervalo de 1 MHz a 10
GHz su intensidad es menor de 000001 wattm2 La proveniente de
fuentes artificiales se puede originar tanto en la comunidad como en
las viviendas o los puestos de trabajo
En la comunidad
La mayor parte de esta radiacioacuten se origina en las antenas emisoras de
radio TV y otros equipos de telecomunicaciones Su valor es en
promedio inferior a la que proviene de los aparatos de radio o televi-
sioacuten en el hogar Seguacuten estudios realizados los niveles promedio de
radiacioacuten en las grandes ciudades se situacutea en torno a los 000005
wm2 y solo 1 de la poblacioacuten se halla expuesto a intensidades 172
superiores a 01 wm2 Obviamente en las locaciones ubicadas en las
inmediaciones de transmisores de gran potencia o sistemas de radar
se pueden registrar niveles maacutes elevados
En las viviendas
Aquiacute las fuentes de radiacioacuten incluyen los hornos de microondas las
cocinas de induccioacuten los teleacutefonos moacuteviles y celulares los dispositi-
vos de alarma antirrobo y los televisores Los hornos de microondas
que en principio podriacutean originar niveles de radiofrecuencias muy
elevados estaacuten sujetos a normas estrictas que limitan las fugas de
radiacioacuten No ocurre asiacute con las cocinas de induccioacuten para las que no
existen normas internacionales a pesar de son capaces de dispersar
niveles importantes de radiacioacuten en todas direcciones Con la excep-
cioacuten de las cocinas de induccioacuten el nivel baacutesico de radiacioacuten de los
aparatos electrodomeacutesticos es bajo en general de unas cuantas dece-
nas de microwatt por metro cuadrado (μwm2)
Puesto de trabajo
Existen procesos industriales que utilizan radiacioacuten electromagneacutetica
de gran intensidad como por ejemplo los calentadores dieleacutectricos
empleados para laminacioacuten de maderas y sellado de plaacutesticos los
calentadores por corrientes de induccioacuten los hornos de microondas
para uso industrial los equipos de diatermia para tratar el dolor y los
aparatos de electrocirugiacutea para cortar y soldar tejidos Siempre existe
la posibilidad de que el personal que trabaja con esos sistemas sufra
una exposicioacuten excesiva especialmente en las actividades relaciona-
das con el calentamiento o sellado industrial mediante radiofrecuen-
cias o con el manejo de unidades de diatermia La intensidad de la
radiacioacuten en las proximidades del equipo utilizado puede ser superior
a varias decenas de wattm2
Efecto bioloacutegico
A diferencia de la radiacioacuten UV que causa la fotodegradacioacuten de la
piel o los rayos X y gamma capaces de ionizar aacutetomos y moleacuteculas
las microondas no causan ionizacioacuten Es por eso que durante mucho
tiempo ha existido la creencia de que solo son perjudiciales en inten-
sidades muy elevadas produciendo quemaduras cataratas o esterili-
dad temporal Sin embargo con la proliferacioacuten de dispositivos que al
funcionar generan este tipo de radiacioacuten cada diacutea hay maacutes personas
preocupadas por estudiar de manera rigurosa las posibles consecuen-
cias de una exposicioacuten prolongada a baja intensidad
Se produce un efecto bioloacutegico cuando la exposicioacuten a la radia-
cioacuten origina alguacuten cambio fisioloacutegico perceptible o detectable en
animales o vegetales El efecto puede ser perjudicial para la salud o
no Seraacute perjudicial cuando sobrepase la capacidad normal de com-
pensacioacuten del organismo y deacute origen a alguacuten proceso patoloacutegico
Aunque ocurra alguacuten efecto bioloacutegico este puede ser inocuo e inclu-
so beneacutefico Asiacute como se comentoacute anteriormente la produccioacuten de
vitamina D por el organismo en respuesta a la radiacioacuten solar en la
piel es provechosa Tambieacuten lo es el incremento del riego sanguiacuteneo
cutaacuteneo en respuesta a un ligero calentamiento producido por la luz
solar directa que proporciona una sensacioacuten caacutelida en un diacutea friacuteo Sin
embargo otros efectos como las quemaduras solares o la fotodegra-
dacioacuten y el caacutencer de piel resultan perjudiciales
Investigacioacuten cliacutenica
Se han realizado un gran nuacutemero de estudios acerca de la exposicioacuten de
las personas a la radiacioacuten electromagneacutetica Tratan principalmente
sobre la incidencia en el caacutencer de nintildeos y adultos ya que en ocasiones
algunos investigadores han encontrado correlaciones que sugieren un
incremento del riesgo de contraer leucemia en trabajadores expuestos a
niveles altos Sin embargo no se ha encontrado esta correlacioacuten en
estudios posteriores aunque los trabajadores hayan sido expuestos a
muy altos niveles de radiacioacuten y existen dudas de si los resultados an-
teriores se debiacutean efectivamente a los campos electromagneacuteticos o a
alguacuten otro agente como por ejemplo a la presencia de agentes quiacutemi-
cos tambieacuten relacionados con el trabajo de los obreros
Tampoco se han encontrado evidencias decisivas en investigaciones
epidemioloacutegicas realizadas en sectores residenciales para detectar la
posible influencia de los campos electromagneacuteticos en la incidencia de
caacutencer en los nintildeos Estas investigaciones son muy complejas Deben
tomar en cuenta paraacutemetros como la distancia de la vivienda hasta las
liacuteneas de alta tensioacuten y la presencia de otros emisores en las cercaniacuteas
incluyendo los equipos electrodomeacutesticos
La consecuencia maacutes importante de la exposicioacuten a la radiacioacuten
con frecuencias superiores a 1 MHz y menores de 10 GHz es el ca-
lentamiento que causa en los tejidos al desplazar iones y moleacuteculas a
traveacutes del medio que los rodea Incluso a niveles muy bajos de inten-
sidad la energiacutea de las radiofrecuencias produce pequentildeas cantidades
de calor que son absorbidas por los procesos termorreguladores nor-
males del organismo sin que el individuo lo perciba Si la fuente de
radiacioacuten es intensa y amplia puede hacer que aumente la temperatu-
ra del cuerpo el flujo sanguiacuteneo y la sudoracioacuten
Resultados experimentales muestran que la exposicioacuten a la radia-
cioacuten de intensidad que no llega a producir calentamiento puede alterar
la actividad eleacutectrica del cerebro en gatos y conejos al modificar la
movilidad de los iones Este efecto se ha verificado en tejidos y ceacutelu-
las aisladas Otros estudios sugieren que la accioacuten de la radiacioacuten
cambia el ritmo de proliferacioacuten de las ceacutelulas altera la actividad de
ciertas enzimas o afecta al ADN celular Sin embargo esos efectos no
estaacuten totalmente demostrados ni sus consecuencias para la salud
humana se conocen lo suficiente como para restringir por ese motivo
los liacutemites permisibles de exposicioacuten por debajo de los ya existentes
Un artiacuteculo resumen de la literatura publicado por DA McNamee y
colaboradores sobre los efectos cardiovasculares de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia en el International Archives of Occu-
pational and Environmental Health en 2009 concluye lo siguiente ldquoLos
efectos de la exposicioacuten a los campos electromagneacuteticos de frecuencia
extremadamente baja sobre los paraacutemetros cardiovasculareshellip estaacuten
indeterminadosrdquo
Estudios epidemioloacutegicos han analizado los valores de la radiacioacuten
en los lugares de trabajo y su efecto sobre las variaciones en la frecuen-
cia cardiacuteaca para tratar de predecir ciertas patologiacuteas cardiovasculares
Otros estudios de laboratorio se han enfocado en indicadores macrocir-
culatorios como la frecuencia del pulso variabilidad y presioacuten sanguiacute-
nea Sin embargo los intentos de reproducir los resultados de estos
estudios no han sido exitosos el disentildeo de los experimentos la pequentildea
cantidad de sujetos y las variables confusas han obstaculizado el pro-
greso hasta el momento
179
Teleacutefono celular y caacutencer
En 2009 el Instituto del Caacutencer de la Universidad de Pittsburg emitioacute
un comunicado alertando sobre los teleacutefonos celulares y su posible
relacioacuten con el caacutencer del cerebro Entre las 10 medidas propuestas la
principal aconseja evitar al maacuteximo su uso por los nintildeos quienes se
consideran especialmente vulnerables por poseer un cerebro en desarro-
llo auacuten no formado totalmente
Firmado por un Comiteacute Internacional de Expertos el comunicado no
afirma que existan evidencias categoacutericas de que los celulares son peli-
grosos para nintildeos o adultos sino que hay indicios que sugieren la con-
veniencia de limitar su uso hasta que se alcancen conclusiones definiti-
vas al respecto Otras recomendaciones del Comiteacute son alejar el celular
mientras se duerme (dirigido principalmente a las gestantes) no usarlo
en autobuses u otros lugares donde numerosas personas puedan ser
expuestas a las radiaciones y no entablar conversaciones prolongadas
Las recomendaciones son igualmente vaacutelidas para cualquier teleacutefono
moacutevil o inalaacutembrico Autoridades de la India Francia e Inglaterra tam-
bieacuten hicieron suyas la advertencia relativa a los nintildeos emitiendo alertas
al respecto
El tema de los celulares y el caacutencer ha sido muy debatido desde sus
mismos inicios pues aunque el celular transmite a muy baja intensidad
la cercaniacutea de la antena emisora a la cabeza hace que el usuario absorba
cantidades significativas de radiacioacuten en una regioacuten muy sensible de su
cuerpo
Ya en mayo de 1993 David Reynard de La Florida establecioacute una
demanda contra la NEC Corporation argumentando que el tumor cere-
bral de su esposa fue causado por las radiaciones de su celular El caso
fue desestimado en los tribunales por falta de evidencias En otro litigio
en el 2000 el doctor Chris Newman neuroacutelogo de Baltimore demandoacute
a varias compantildeiacuteas de teleacutefonos convencido de que su haacutebito de usar el
celular durante 9 antildeos causoacute el caacutencer en su cerebro Seguacuten los meacutedicos
de Newman el tumor se localizoacute ldquoen la posicioacuten anatoacutemica exacta don-
de la radiacioacuten del teleacutefono incidiacutea sobre su craacuteneordquo La demanda fue
finalmente rechazada por una corte de apelaciones en 2003 tambieacuten
por falta de evidencias
De las investigaciones publicadas sobre el tema la maacutes completa
aparecioacute en 2006 en el Journal of the National Cancer Institute de
Estados Unidos Se analizaron 420 000 usuarios daneses sin encontrar
un incremento del riesgo de caacutencer Miles de ellos habiacutean utilizado el
celular por maacutes de 10 antildeos Un estudio similar publicado ese antildeo en la
Universidad de Utah referido en este caso a varios miles de pacientes
con tumores en el cerebro aportoacute iguales resultados Otro estudio fran-
ceacutes de 2007 llegoacute a la misma conclusioacuten aunque en este caso se sentildealoacute
la ldquoposibilidad de un incremento de riesgo entre los usuarios maacutes adic-
tosrdquo pendiente de verificar en investigaciones posteriores Y en cuanto
a si es cierto o no que los nintildeos absorben maacutes radiacioacuten en el cerebro
que los adultos en un amplio resumen publicado en 2005 solo aparecen
3 investigaciones reportando una mayor absorcioacuten en cabezas peque-
ntildeas mientras que en otras 10 no se encontraron diferencias entre adul-
tos y nintildeos
De hecho hasta el momento el uacutenico problema de salud que puede
asociarse al uso de estos teleacutefonos es el incremento de accidentes de
traacutensito causados por la distraccioacuten de los choferes que los usan y con-
ducen a la vez No obstante hay quienes no se arriesgan y se atienen a
aquello de lsquomaacutes vale precaverrsquo Devra Lee Davis directora del Centro
de Oncologiacutea Ambiental de la Universidad de Pittsburg una de las
promotoras del alerta sobre los celulares y los nintildeos ha expresado su
punto de vista al respecto ldquoEl problema consiste en si usted desea o no
jugar a la ruleta rusa con su cerebro No seacute si los celulares son peligro-
sos Pero tampoco seacute que sean totalmente segurosrdquo
Normas de seguridad
Existen normas internacionales para garantizar que los equipos emiso-
res de radiofrecuencias no dantildeen a las personas y que su uso no interfie-
ra con el de otros equipos
La Comisioacuten Internacional de Proteccioacuten contra las Radiaciones No
Ionizantes (International Comission on Non Ionizing Radiation Protec-
tion ICNIRP) organizacioacuten no gubernamental reconocida por la Orga-
nizacioacuten Mundial de la Salud ha establecido liacutemites admisibles para la
exposicioacuten a campos de radiofrecuencias Las directrices de la ICNIRP
se prepararon sobre la base del examen colegiado de todas las publica-
ciones cientiacuteficas incluidas las relativas a los efectos teacutermicos y no
teacutermicos Las normas se cimentan en la evaluacioacuten de los efectos bioloacute-
gicos que tienen consecuencias demostradas para la salud y estaacuten suje-
tas a cambios a medida que avanza la investigacioacuten y el conocimiento
sobre estos temas Los niveles de radiacioacuten observados normalmente en
el entorno habitual se encuentran actualmente muy por debajo de los
liacutemites admisibles de radiacioacuten de la ICNIRP
Los niveles seguros de exposicioacuten a la radiacioacuten electromagneacutetica
tambieacuten se encuentran reglamentados por normas nacionales en la ma-
yoriacutea de los paiacuteses La profundidad de penetracioacuten de la radiacioacuten en el
tejido depende de la frecuencia y es mayor para las frecuencias maacutes
bajas por lo que los niveles de exposicioacuten permisibles variacutean mucho
con la frecuencia Para 50 y 60 Hz las recomendaciones a exposiciones
de corta duracioacuten variacutean entre 10-30 kVm para los campos eleacutectricos y
1-5 mT para los magneacuteticos Para exposiciones de larga duracioacuten (24
horas) los valores liacutemites permisibles son mucho menores de 5-10
kVm y 01- 05 mT (Documento NTP 234 del Instituto de Seguridad e
Higiene del Trabajo Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales Espantildea
en httpwwwmtasesinshtindexhtm)
Si la persona es sometida a valores muy intensos de radiacioacuten se
pueden producir dolores de cabeza naacuteuseas atontamiento y even-
tualmente un colapso circulatorio y la peacuterdida de la termorregulacioacuten
del cuerpo llegando a ser fatal en casos extremos
La absorcioacuten de energiacutea se determina como un coeficiente de ab-
sorcioacuten especiacutefica en una masa tisular especiacutefica se mide en watt por
kilogramo (wkg) Para que se produzcan efectos perjudiciales se
requiere un coeficiente de absorcioacuten igual o mayor a 4 wkg Esos
niveles de energiacutea se pueden encontrar a la distancia de algunas dece-
nas de metros de antenas potentes de frecuencia modulada pero que
usualmente estaacuten situadas en zonas inaccesibles en el extremo de
altas torres No obstante las personas que trabajan en los sectores de
la radiodifusioacuten transporte y comunicaciones pueden estar expuestas
a campos de intensidad elevada cuando realizan su actividad muy
cerca de antenas transmisoras y sistemas de radar
Un importante subgrupo de esos trabajadores es el personal mili-
tar En la mayoriacutea de los paiacuteses el uso para fines civiles y militares de
los campos de radiofrecuencias estaacute sujeto a normativas muy estric-
tas
Si la radiacioacuten no estaacute distribuida uniformemente en todo el cuer-
po puede ocasionar elevaciones locales de la temperatura Algunas
zonas como por ejemplo el cerebro son maacutes sensibles que otras El 178
aumento local de la temperatura en los tejidos cerebrales puede dar
origen a respuestas bioloacutegicas inapropiadas el calentamiento excesi-
vo del globo ocular puede llegar a causar la opacidad del cristalino
Cuando la frecuencia se encuentra por encima de 10 GHz la absor-
cioacuten de la radiacioacuten solo tiene lugar en la superficie de la piel y en la
coacuternea Para que la exposicioacuten a frecuencias de maacutes de 10 GHz pro-
duzca efectos perjudiciales para la salud como cataratas oculares y
quemaduras cutaacuteneas se requieren densidades de potencia superiores
a 1 000 wm2 Estas potencias no se presentan en la vida diaria y solo
tienen lugar en las inmediaciones de radares potentes Las normas
internacionales de seguridad prohiacuteben la presencia humana en esas
zonas
La radiacioacuten electromagneacutetica pulsante interacciona con los teji-
dos de forma algo diferente a la radiacioacuten continua Puede originar
sensaciones auditivas probablemente a causa de la raacutepida expansioacuten
termoelaacutestica del cerebro y a la creacioacuten de una onda de sonido den-
tro de la cabeza
La radiacioacuten de frecuencia inferior a 1 MHz induce principalmen-
te cargas y corrientes eleacutectricas que pueden estimular las ceacutelulas en
diversos tejidos nerviosos o musculares
Las corrientes eleacutectricas se encuentran presentes en el organismo
como parte normal de las reacciones quiacutemicas propias de la vida Si
los campos de radiofrecuencias inducen corrientes que excedan signi-
ficativamente ese nivel de base en el organismo es posible que se
produzcan efectos perjudiciales para la salud Se han propuesto diver-
sos mecanismos para explicar los posibles efectos de la radiacioacuten en
los tejidos pero hasta el momento esas propuestas no resisten el es-
crutinio cientiacutefico
179
CAPIacuteTULO 8
PLACEBO Y PSEUDOCIENCIA
Efecto placebo
El placebo es cualquier sustancia inerte que se utiliza en algunos ensa-
yos cliacutenicos en vez del medicamento o terapia activa Un grupo de pa-
cientes recibe la terapia y otro (grupo de control) recibe el placebo Es
un hecho ampliamente conocido que una cantidad significante de pa-
cientes del grupo de control alegaraacute sentirse mejor (efecto placebo)
Fue descubierto por el anestesioacutelogo norteamericano Henry Knowles
Beecher en 1955 quien al realizar un estudio en 1000 pacientes encon-
troacute mejoriacutea en 35 de los que recibieron el placebo El efecto contra-
rio el nocebo mucho menos estudiado que el placebo consiste en que
aunque el faacutermaco o procedimiento aplicado sea inerte o carezca de
efectividad hay casos donde se presentan consecuencias dantildeinas o des-
agradables muy reales a nivel bioquiacutemico fisioloacutegico emocional y
cognitivo
Seguacuten el Dr Morton Tavel de la Escuela de Medicina de la Univer-
sidad de Indiana en Indianaacutepolis ldquoEl efecto placebo se define como
cualquier mejora de los siacutentomas o indicios tras una intervencioacuten fiacutesi-
camente inerte Sus efectos son especialmente intensos en el alivio de
siacutentomas subjetivos tales como el dolor la fatiga y la depresioacuten Pre-
sente en un intervalo variable en todos los encuentros terapeacuteuticos se
intensifica por el contacto manual y una comunicacioacuten verbal cercana
entre quien aplica los cuidados y quien los recibe Asiacute puede usarse en
beneficio de los pacientes pero tambieacuten proporciona una viacutea ancha para
ldquosanadoresrdquo inescrupulosos de todo tipo (hellip) Mucho menos estudiado
el ldquoefecto nocebordquo define respuestas negativas a las intervenciones con
placebos Este uacuteltimo efecto puede llegar a ser muy intenso y posi-
blemente sea la causa de muchos trastornos a los que se atribuye un
origen psiacutequicordquo (The American Journal of Medicine (2014) 127 484-
488 Versioacuten en espantildeol en wwwgeocitieswsrationalisetica-
placebobueno-malo-feobueno-malo-feopdf )
Para evitar los posibles efectos de la sugestioacuten tanto del paciente
como de la persona que evaluacutea los resultados en la actualidad los ensa-
yos cliacutenicos rigurosos se realizan de forma aleatoria a la ciega o doble
ciegos La idea baacutesica es que los tratamientos son asignados al azar a
los sujetos de investigacioacuten con el fin de que los diferentes grupos sean
equivalentes desde el punto de vista estadiacutestico En un ensayo a la cie-
ga los pacientes no saben si han recibido el faacutermaco activo o el placebo
en un estudio doble ciego quienes aplican el tratamiento tampoco lo
saben En algunos casos se considera incluso el estudio triple ciego
donde ademaacutes el investigador o el estadiacutestico que analiza los datos no
sabe a cuaacutel grupo pertenece cada paciente
Resultados experimentales recientes sugieren que muchas terapias
que alegan ldquosanarrdquo o curar alguna dolencia aunque carecen de eviden-
cia cientiacutefica lo que hacen en realidad es activar en el cerebro procesos
quiacutemicos capaces de tranquilizar al paciente y sedar el dolor
De esa manera la supuesta lsquoterapiarsquo proporciona un alivio pasajero
al sujeto o quizaacutes una breve sensacioacuten de bienestar similar a la que
producen algunos faacutermacos El mecanismo no funciona de la misma
forma en todas las personas y desde luego esas terapias podraacuten aliviar
el dolor pero seraacuten incapaces de curar realmente la enfermedad Esto
uacuteltimo representa un grave riesgo para la salud del paciente cuando la
dolencia es progresiva y no es identificada a tiempo a causa de la iluso-
ria terapia
En 2005 la revista cientiacutefica The Journal of Neuroscience (vol 25
No 34) reportoacute un estudio realizado aplicando teacutecnicas de la reciente
tomografiacutea de emisioacuten de positrones (TEP) y de formacioacuten de imaacutegenes
por resonancia magneacutetica (IRM) de forma conjunta (figura 81) Se
analizoacute el cerebro de 14 hombres joacutevenes sanos a los que se les inyectoacute
en la mandiacutebula una disolucioacuten salina concentrada muy dolorosa Las
edades oscilaban entre 20 y 30 antildeos para descartar el posible efecto de
dolores croacutenicos trastornos del estado de aacutenimo o variaciones hormo-
nales que tambieacuten pueden afectar el sistema de endorfinas Estas sus-
tancias son generadas por el propio organismo en respuesta a determi-
nados estiacutemulos externos Son capaces de unirse a los denominados
receptores μ-opiaacuteceos en el cerebro ceacutelulas nerviosas especializadas en
transformar sentildeales fisicoquiacutemicas a impulsos eleacutectricos para anular la
transmisioacuten de las sentildeales de dolor La heroiacutena morfina metadona y
otros narcoacuteticos calman el dolor actuando de manera similar
Figura 81 Imaacutegenes combinadas de Resonancia Magneacutetica IRM +
Tomografiacutea de emisioacuten de positrones TEP En el idioma original DA-
Cing dorsal anterior cingulate RACing rostral anterior cingulate
MPFC medial prefrontal cortex DLPFC dorso lateral prefrontal cor-
tex Nacc nucleus accumbens Tha medial thalamus Amy right amig-
dala Ins insular cortex En el recuadro superior a la derecha se muestra
un mapa de la distribucioacuten de receptores μ-opiodes en el cerebro The
Journal of Neuroscience August 24 2005 25(34)7754 ndash7762
Durante el proceso los cerebros de los voluntarios fueron escaneados
usando la TEP que permite detectar la actividad de los μ-opioides en-
doacutegenos en el cerebro Esta teacutecnica utiliza pequentildeas dosis de carfenta-
nil un producto unido a un isoacutetopo de carbono radiactivo de corto pe-
riacuteodo de desintegracioacuten que al desintegrarse libera partiacuteculas subatoacutemi-
cas conocidas como positrones y rayos gamma Estos uacuteltimos se detec-
tan con un escaacutener y se registran digitalmente El carfentanil compite
con los μ-opioides para ocupar un lugar en los receptores de las ceacutelulas
nerviosas Mientras maacutes deacutebil sea la actividad del carfentanil y la co-
rrespondiente sentildeal positroacutenica en una regioacuten del cerebro mayor seraacute la
actividad de los μ-opiaacuteceos y viceversa lo que permite obtener la ima-
gen de lo que sucede en el cerebro
Una vez inyectada la disolucioacuten salina a los voluntarios se les su-
ministroacute cada 4 minutos una inyeccioacuten intravenosa de un supuesto cal-
mante -en realidad un placebo inerte- dicieacutendoles que podriacutea aliviarles
el dolor y se les pidioacute que cada 15 segundos calificaran la intensidad de
sus sensaciones dolorosas en una escala de 0 a 100 A continuacioacuten se
incrementoacute lentamente la concentracioacuten inyectada en la mandiacutebula con
el fin de mantener a los participantes con un mismo iacutendice de dolor
mientras el escaneo proseguiacutea
Todos los sujetos mostraron un aumento de la activacioacuten de su sis-
tema de endorfinas despueacutes de que se les administroacute el placebo La
cantidad de disolucioacuten salina adicional que se necesitoacute para mantener la
misma sensacioacuten de dolor fue en aumento indicando claramente una
reduccioacuten en la sensibilidad al dolor de la que el sujeto no teniacutea cono-
cimiento
Las imaacutegenes obtenidas por IMR del cerebro de los voluntarios se
compararon con sus sensaciones de dolor y con las imaacutegenes TEP lo-
graacutendose determinar con precisioacuten cuaacuteles fueron las regiones del cere-
bro que se activaron durante el experimento y en queacute momento lo hi-
cieron La figura 81 se compuso utilizando ambas teacutecnicas de escaneo
(IRM y TEP) la parte superior muestra la accioacuten de los μ-opioides
cuando los voluntarios experimentaban dolor mientras que en la infe-
rior aparece lo que ocurrioacute cuando pensaban que estaban recibiendo el
calmante (en realidad el placebo inerte) La actividad cerebral reflejoacute
perfectamente los cambios en la intensidad del dolor que los participan-
tes dijeron sentir
Estudios previos ya habiacutean demostrado que el cerebro reacciona li-
berando endorfinas cuando las personas reciben alguacuten tratamiento si-
mulado contra el dolor El fenoacutemeno (efecto placebo) es bien conocido
desde los antildeos 50 y es forzoso tomarlo en cuenta al realizar ensayos
183
cliacutenicos con nuevas terapias o medicamentos Sin embargo el estudio
realizado en Michigan es el primero en asociar el efecto placebo a un
mecanismo quiacutemico especiacutefico en el cerebro Y proporciona una posi-
ble explicacioacuten soacutelidamente argumentada a la pregunta de por queacute
tantas personas alegan recibir alivio de terapias y remedios que no apor-
tan alguacuten beneficio fiacutesico real ldquoHemos podido comprobar que el siste-
ma de endorfinas de los sujetos analizados se activoacute en las esferas del
cerebro relacionadas con el dolor y que ocurrioacute un aumento de la acti-
vidad cuando se les dijo que estaban recibiendo un supuesto calmante
Cuando eso ocurrioacute ellos dijeron sentir menos dolor La relacioacuten mente-
cuerpo es muy clarardquo (Zubieta et al 2005)
No todos mostraron similar sensibilidad al placebo Nueve de los
participantes fueron clasificados como de alta respuesta al placebo ya
que habiacutea maacutes de 20 de diferencia entre los resultados con y sin pla-
cebo en otras palabras el efecto placebo era fuerte Los otros cinco
fueron clasificados como de baja respuesta
Obviamente se necesitaraacuten muchos maacutes experimentos con diversas
condiciones y sujetos para tener una visioacuten completa del fenoacutemeno
Pero estos resultados indican de forma incontrovertible que la sugestioacuten
juega un papel primordial en las pseudoterapias que carecen de una
soacutelida base experimental El solo hecho de que el sujeto crea que se estaacute
aplicando una cura efectiva es suficiente para activar el mecanismo de
los μ-opioides y hacer que este se sienta mejor El experimento tambieacuten
explica por queacute estos procedimientos no funcionan de la misma manera
en todas las personas
Maacutes recientemente en octubre de 2009 la revista Science publicoacute
un reporte del departamento de Neurociencias de la Universidad Meacutedi-
ca de Hamburgo en el que describiacutea los resultados de un estudio me-
diante resonancia magneacutetica funcional de alta resolucioacuten (Figura 82)
Su objetivo era comprobar la hipoacutetesis de que las respuestas asociadas a
las estimulaciones dolorosas que afectan los niveles de oxiacutegeno en la
sangre de la meacutedula cervical humana se reducen con la aplicacioacuten de un
placebo Como resultado se encontroacute que el nivel de oxiacutegeno en la
sangre en el grupo de ensayo se redujo significativamente en compara-
cioacuten con el grupo de control Los autores consideran que este resultado
abre nuevas viacuteas para confirmar la efectividad de diferentes tratamien-
tos en diversos tipos de dolor incluyendo el croacutenico
184
Figura 82 Estudio del efecto placebo en imaacutegenes de
RMN de la espina dorsal (Science vol 326 p404 2009)
La cienciahellip y lo que no lo es
Los resultados cientiacuteficos no siempre son ciento por ciento co-
rrectos La ciencia avanza por aproximaciones a la realidad y la
gran mayoriacutea de las veces los resultados de cualquier investiga-
cioacuten son perfectibles En ocasiones ocurre que alguacuten experimen-
to realizado aparentemente con todas las exigencias del caso
proporciona resultados que no pueden ser reproducidos por otros
La mayoriacutea de las veces es porque se obvioacute algo que no se podiacutea
obviar Y en unos pocos casos se comete fraude a sabiendas No
son muchos pero los hay de todo hay en la vintildea del Sentildeor como
dice el dicho En cualquier caso el falso resultado se desecha y
el avance hacia nuevos conocimientos continuacutea sin mayores con-
tratiempos
En esta seccioacuten se analizan brevemente otros lsquoestudiosrsquo que
en realidad no corresponden a resultados cientiacuteficos No son
aproximaciones a la realidad pues se reducen a exponer afirma-
ciones ilusorias sin evidencias experimentales que las corrobo-
ren No es tarea de la ciencia demostrar que tales aseveraciones
son erroacuteneas La responsabilidad de mostrar evidencias corres-
ponde a quien propone lo novedoso no al resto del mundo como
a veces algunos ponentes piensan acerca de sus proposiciones
En la ciencia cada afirmacioacuten debe estar sustentada por la
evidencia experimental rigurosa las afirmaciones no basadas en
evidencias no pueden catalogarse como ciencia Cuando contra
viento y marea algunos tratan de dar explicacioacuten a proposiciones
no demostradas no es raro que a falta de explicacioacuten cientiacutefica
deriven hacia la preacutedica de alguacuten tipo de magia miacutestica a veces
disimulada a veces patente tratando de presentarla como cien-
cia Para ello mezclan palabras de la jerga cientiacutefica al azar sin
venir al caso inventadas a veces y sin un sentido concreto que
refleje la realidad de lo que se desea describir
Aseveraciones de este tipo son por ejemplo que las piraacutemi-
des concentran los campos magneacuteticos (aparecioacute en un perioacutedico
nacional en la paacutegina de informacioacuten meacutedica) que la cercaniacutea a
las redes eleacutectricas comerciales produce dolores de cabeza y que
si usted le coloca una antena a una piraacutemide y se mete dentro
recibiraacute una energiacutea beneficiosa del cosmos (ambas aseveracio-
nes publicadas nada menos que en revistas meacutedicas que preferi-
mos no citar)
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
Hoy diacutea en pleno siglo XXI es posible encontrar personas que sin ser
meacutedicos alegan haber descubierto lsquosistemas curativosrsquo y creado ins-
trumentos y softwares que permiten diagnosticar automaacuteticamente mu-
chas enfermedades pues las afirmaciones ilusorias usualmente se van
adaptando al avance de la ciencia aunque sin perder su caraacutecter fanta-
sioso
Tambieacuten se imparten cursos internacionales de unos pocos diacuteas de
duracioacuten en los que alguacuten lsquoinspiradorsquo garantiza que sin ser tener otros
conocimientos de medicina usted puede aprender a diagnosticar mu-
chas enfermedades utilizando esos instrumentos (iquestPara queacute entonces
hace falta un meacutedico o estudiar medicina varios antildeos) Estas asevera-
ciones constituyen una abierta incitacioacuten al intrusismo y a perjudicar a
los incautos mediante falsos diagnoacutesticos
A veces tanto los sistemas curativos como los instrumentos promo-
vidos no son maacutes que plagios de meacutetodos ya descalificados con anterio-
ridad Un ejemplo muy ilustrativo es el sistema de electrodiagnoacutestico de
Reinhold Voll un meacutedico alemaacuten que se dedicaba a la acupuntura en la
deacutecada de los 50 del siglo pasado En 1958 Voll combinoacute arbitraria-
mente la acupuntura con mediciones de la conductividad eleacutectrica en la
piel y supuestos lsquocanales energeacuteticosrsquo inexistentes para crear su primer
instrumento de diagnoacutestico el Dermatroacuten que se muestra en la figura
83(A) El instrumento incluiacutea una punta de prueba que se aplicaba en la
piel e indicadores de aguja -la tecnologiacutea accesible en la eacutepoca- para
medir corrientes y voltajes asociando ilusoriamente los resultados de
las mediciones en los puntos de acupuntura a diversas enfermedades
186
En la actualidad estaacute perfectamente claro que independientemente
de que no hay justificacioacuten para esos procedimientos el resultado de las
mediciones de Voll depende de factores totalmente ajenos a sus postu-
lados como por ejemplo la fuerza con que se aplica la punta de prueba
o el grado de humedad de la piel en el momento de la medicioacuten
Con posterioridad aparecieron muchos imitadores y equipos de todo
tipo En la figura 83 (B) se muestra uno de estos equipos adaptado a
las teacutecnicas modernas de medicioacuten Los antiguos indicadores de aguja
han sido sustituidos por una computadora y un software que supuesta-
mente diagnostica la enfermedad de forma automaacutetica A pesar de la
nueva indumentaria la falta de fundamento cientiacutefico es exactamente la
misma de hace casi 60 antildeos
Figura 83 Equipo de electrodiagnoacutestico de Voll (a) Mo-
delo original b) Modelo actualizado por alguno de sus
imitadores La ausencia de fundamento cientiacutefico es la
misma en ambos casos
Hace mucho que el meacutetodo de Voll fue declarado fraudulento en Es-
tados Unidos En un artiacuteculo que se puede consultar en
wwwquackwatchcom01QuackeryRelatedTopicselectrohtml
Stephen Barret (2012) expresa ldquoLos dispositivos descritos (hellip) se
usan para diagnosticar problemas de salud inexistentes seleccionar
tratamientos inapropiados y defraudar a las compantildeiacuteas de seguros Los
practicantes que los usan son o ilusorios o deshonestos o ambas cosas
Estos dispositivos debieran ser confiscados y los practicantes que los
usan llevados a juicio Si usted se encuentra con uno de estos dispositi-
vos por favor repoacutertelo al fiscal general del estado a cualquier buroacute de
licencias a la FDA la FTC el FBI el lsquoBetter Bussines Bureaursquo o cual-
quier compantildeiacutea de seguros a la cual el practicante enviacutee los reclamos
que involucran el uso de este dispositivordquo
Las afirmaciones que pretenden ser cientiacuteficas pero que no lo son
realmente ya que no se derivan de experimentos o ensayos cliacutenicos
rigurosos y no han sido sometidas a la criacutetica internacional se califican
en lo general como pseudociencia
En toda pseudociencia es usual encontrar una sutil apropiacioacuten de
teacuterminos cientiacuteficos conocidos que designan de forma tergiversada
supuestos objetos o fenoacutemenos cuya existencia ni siquiera estaacute compro-
bada De esa manera se trata de dar apariencia cientiacutefica a lo que no lo
es presentando las creencias como si fueran evidencias Algunos pien-
san que este comportamiento engantildeoso no siempre se hace a propoacutesito o
conscientemente sino por desconocimiento acerca de la ciencia y su
metodologiacutea Sin embargo resulta muy dudoso tal derroche de ingenui-
dad cuando la mayoriacutea de las veces la praacutectica de esta lsquoterapiarsquo estaacute
asociada a un obvio aacutenimo de lucro Otras veces aunque no hay benefi-
cios econoacutemicos inmediatos el objetivo principal es intentar ganar pres-
tigio y reconocimiento social a como deacute lugar y con muy poco esfuerzo
Resulta praacutecticamente imposible encontrar a un pseudocientiacutefico ba-
sando sus afirmaciones en una revisioacuten bibliograacutefica de artiacuteculos cientiacute-
ficos publicados en revistas arbitradas Y si hay referencias son de cliacute-
nicas privadas de dudosa reputacioacuten o de sitios maacutegicos y esoteacutericos en
la WEB no respaldados por institucioacuten alguna
Cuando esas nociones erroacuteneas se popularizan en determinados
ciacuterculos se crea una especie de subcultura marginal pseudocientiacutefica
que pretende ser ciencia sin aplicar sus meacutetodos Dentro de estos ciacutercu-
los se llevan a cabo lsquocongresos cientiacuteficosrsquo que de ciencia nada tienen
se organizan cursos de postgrado e incluso se otorgan tiacutetulos Se crea asiacute
una especie de comedia de absurdos que lo seriacutea realmente si todo el
asunto no concluyera en perjuicio de los pacientes
En la Internet suelen aparecer reportes de personas que alegan haber
recibido dantildeos por sustituir la medicina convencional por alguna terapia
alternativa no demostrada Y dado el caraacutecter marginal de estos proce-
dimientos es posible inferir razonablemente que la mayoriacutea de estos
dantildeos queden sin registrar pues las estadiacutesticas pseudocientiacuteficas sim-
plemente no existen
iquestQueacute es la pseudociencia
En el Oxford American Dictionary aparece una definicioacuten breve y pre-
cisa Pseudociencia es cualquier conjunto de conocimientos meacutetodos
creencias o praacutecticas que alegando ser cientiacuteficas en realidad no se
rigen por el meacutetodo cientiacutefico La figura 84 muestra el esquema baacutesico
del meacutetodo cientiacutefico en las ciencias naturales y otras afines Cuando se
tiene nocioacuten de un determinado fenoacutemeno (observacioacuten) usualmente se
establece una suposicioacuten razonada acerca de por queacute ocurre y cuaacuteles son
sus causas (hipoacutetesis) Es necesario entonces repetir el fenoacutemeno (o
parte de eacutel) controladamente (experimentacioacuten) con el fin de evitar la
interferencia de agentes ajenos que afecten lo que se desea estudiar y
asiacute poder obtener valores numeacutericos confiables y reproducibles
Figura 84 Esquema del meacutetodo cientiacutefico
El vocablo controladamente tiene importancia primordial Es nece-
sario controlar todos los factores que pueden afectar el resultado para
llegar a conocer si lo que se supuso inicialmente es cierto o no ya que
alguacuten otro factor no tomado en cuenta podriacutea ser el responsable del
resultado observado (Y no se obtendriacutea un resultado confiable del ex-
perimento en cuestioacuten) Por otra parte si los resultados de un experi-
mento no son reproducibles en otros laboratorios por otros operadores
y utilizando otro instrumental no se podraacute afirmar absolutamente nada
de los resultados obtenidos Significa que el resultado particular obteni-
do fue si no erroacuteneo cuando maacutes casual Es un indicio de que el expe-
rimento no fue controlado lo suficiente y hubo factores ajenos no iden-
tificados que afectaron el resultado
Una vez que se tiene el resultado de un experimento -que puede
confirmar o negar la hipoacutetesis- es necesario buscar alguna explicacioacuten
189
racional apoyada en los conocimientos previos que se poseen (teoriacutea)
Y cuando se posee una teoriacutea a partir de esta siempre es posible tratar
de predecir lo que ocurriraacute en alguna otra situacioacuten parecida e idear
alguacuten otro experimento que serviraacute de comprobacioacuten al anterior y tam-
bieacuten a la teoriacutea -de ahiacute la flecha curva en el esquema de la figura 84-
De esta manera se establece una interaccioacuten continua entre teoriacutea y
experimento que constituye sin lugar a dudas el nuacutecleo esencial y fuer-
za motriz del meacutetodo cientiacutefico
Asociada a esta interaccioacuten hay todo un proceso de divulgacioacuten in-
ternacional de resultados a traveacutes de publicaciones en revistas cientiacutefi-
cas arbitradas criacuteticas errores y rectificaciones Y puede ocurrir que
teoriacuteas muy bien establecidas deban ser reformadas al detectarse alguacuten
nuevo fenoacutemeno que la teoriacutea existente no es capaz de explicar satisfac-
toriamente
Cuando la teoriacutea se hace suficientemente amplia y soacutelida cuando es
capaz de dar explicacioacuten a gran cantidad de fenoacutemenos y relaciones de
causa-efecto y tambieacuten de rebatir racionalmente cualquier criacutetica se
llega a la ley Las leyes tampoco son eternas Muchas veces se hace
necesario generalizarlas para lograr explicar fenoacutemenos no detectados
hasta el momento Hay muchiacutesimas leyes fiacutesicas quiacutemicas bioloacutegicas y
tambieacuten econoacutemicas y de otras ciencias todas provienen del proceso
que se acaba de describir
En realidad la afirmacioacuten anterior no se ajusta estrictamente a la
verdad pues en algunas ciencias es materialmente imposible llevar a
cabo experimentos controlados en relacioacuten con un fenoacutemeno determi-
nado Asiacute ocurre por ejemplo en la arqueologiacutea la geologiacutea la astro-
nomiacutea y en las ciencias sociales cuyos meacutetodos de anaacutelisis e investiga-
cioacuten no se ajustan exactamente al esquema de la figura 84 No obstante
en esos casos la observacioacuten precisa y reproducible sustituye al expe-
rimento y las teoriacuteas solo se consideran vaacutelidas cuando
a) Son capaces de asociar racionalmente muchos hechos en aparien-
cia independientes y b) Logran predecir la existencia de relaciones y
fenoacutemenos no detectados hasta el momento
En el campo de la medicina el meacutetodo cientiacutefico y los experimentos
van de la mano de los ensayos cliacutenicos La Organizacioacuten Panamericana
de la Salud oficina regional de la Organizacioacuten Mundial de la Salud
publicoacute en 2010 la versioacuten en espantildeol del libro divulgativo de libre ac-
ceso en la WEB lsquoCoacutemo se prueban los tratamientosrsquo dirigido tanto a
pacientes como al personal de salud Escrito en lenguaje popular
describe en forma amena una serie de conceptos baacutesicos referentes a los
ensayos cliacutenicos junto a los requerimientos miacutenimos que se deben cum-
plir para realizar cualquier investigacioacuten en el campo de la medicina
mostrando numerosos ejemplos reales para ilustrar sus aseveraciones
En algunos paiacuteses de Latinoameacuterica se ha comenzado a considerar
con mayor detenimiento la promocioacuten de la cultura cientiacutefica entre la
poblacioacuten En 2012 las sociedades cubanas de Matemaacutetica y Compu-
tacioacuten Fiacutesica y Quiacutemica a las que despueacutes se sumaron la de Bioinge-
nieriacutea y la de Oncologiacutea Radioterapia y Medicina Nuclear emitieron
una declaracioacuten enfatizando la necesidad de promover el meacutetodo cientiacute-
fico En una de sus partes aparece
ldquoLas sociedades cientiacuteficas firmantes sostenemos que aunque toda
persona puede utilizar los medios que estime convenientes para mejo-
rar su salud y bienestar las instituciones oficiales soacutelo deberiacutean patro-
cinar financiar invertir recursos del estado o respaldar de cualquier
forma la reproduccioacuten a escala social de conocimientos conductas y
haacutebitos si y soacutelo si se hace evidente que estaacuten basados en el meacutetodo
cientiacuteficordquo
La declaracioacuten se encuentra accesible en wwwscquhcu~scq decla-
racion_metodo_cientificopdf Tambieacuten en httpscielosld
cuscielophpscript=sci_arttextamppid=S0864-4662013000100010
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
La pseudociencia se las arregla para evadir la parte esencial del meacutetodo
cientiacutefico pasando directamente de la hipoacutetesis a alguacuten punto medio
entre la teoriacutea y la ley obviando el experimento Las suposiciones de
alguacuten lsquoinspiradorsquo o lsquoiluminadorsquo y sus seguidores se convierten asiacute en
lsquoleyesrsquo sin pasar por el fino tamiz de la criacutetica internacional y la inter-
accioacuten teoriacutea-experimento Pero estas suposiciones al hacer abundante
uso de la terminologiacutea cientiacutefica en sus descripciones pueden engantildear
faacutecilmente a cualquiera no familiarizado con el quehacer cientiacutefico (fi-
gura 85)
En el terreno de la pseudociencia la experimentacioacuten casi siempre se
omite a lo maacutes tiene caraacutecter anecdoacutetico y se toma alguna hipoacutetesis
como una verdad absoluta que no admite dudas ni impugnaciones Mu-
chas veces el lsquoiluminadorsquo de turno es alguien que no posee entrena-
miento en la ciencia y ni siquiera conoce la existencia del meacutetodo cien-
tiacutefico Y es frecuente que tome las criacuteticas a lsquosursquo meacutetodo -cualquiera
que este sea- como un ataque personal Quienes los critican se convier-
ten asiacute en lsquoagentes de las transnacionalesrsquo que quieren impedir la difu-
sioacuten de lsquoun procedimiento efectivo y de bajo costo que sirva para ayu-
dar a las multitudes de necesitados en el tercer mundorsquo
Figura 85 Esquema de la deformacioacuten pseudocientiacutefica
Cuando la pseudociencia pertenece al campo de la medicina muchas
veces el predicador de la terapia ni siquiera es meacutedico -lo que no parece
amilanar a sus entusiastas seguidores- El autor ha tenido la oportunidad
de conocer o leer escritos de geoacutegrafos fiacutesicos quiacutemicos ingenieros
profesores de secundaria periodistas veterinarios enfermeros psicoacutelo-
gos y filoacutesofos que pretenden ser especialistas con capacidad de diag-
nosticar o ser catedraacuteticos de temas meacutedicos sin poseer el correspon-
diente tiacutetulo universitario que los faculte para ello
Otras veces se llevan a cabo unos pocos experimentos mal disentildeados
y se propone una teoriacutea desligada del experimento Y cuando hay resul-
tados experimentales aparentemente favorables no son reproducibles
Una caracteriacutestica adicional es que quienes favorecen las terapias no
demostradas en muy raras ocasiones mencionan el efecto placebo para
ellos simplemente no existe
Como el motor de avance de la ciencia es precisamente la prueba y
el error la criacutetica y la interaccioacuten teoriacutea-experimento la pseudociencia
no tiene forma de avanzar Sus leyes y teoriacuteas estaacuten siempre dadas de
una vez y para siempre La tabla 81 resume algunas caracteriacutesticas que
pueden ayudar al lector a distinguir la pseudociencia de una verdadera
proposicioacuten cientiacutefica
TABLA 81
Comparacioacuten entre ciencia y pseudociencia
Ciencia Pseudociencia
1
Incluye resultados favorables y desfavorables Analiza argumen-tos a favor y en contra Es esceacutepti-ca Duda continuamente de sus propios logros
Solo toma en cuenta los resultados favorables Cierra los ojos a la evidencia contraria Es creacutedula No duda
2 La criacutetica es su forma normal de progresar
Cuando se la criacutetica usualmente sus promotores lo asumen como un ataque personal
3 La mayoriacutea de las referencias provienen de revistas internacio-nales arbitradas bien reconocidas
No hay referencias o provienen de libros congresos o incluso de revistas usualmente del mismo ciacuterculo pseudocientiacutefico
4 Utiliza conceptos y magnitudes bien definidas para describir y analizar los fenoacutemenos
Usa sus propios vagos conceptos mezclaacutendolos con conceptos de la ciencia
5 Siempre hay resultados experi-mentales reproducibilidad y esta-diacutesticas
Se satisface con ejemplos anecdoacute-ticos aislados Si hay experimen-tos estaacuten mal disentildeados
6
Trata de encontrar mecanismos que expliquen los hechos basaacuten-dose en los experimentos y el conocimiento cientiacutefico anterior
No propone mecanismos Cuando lo hace no se basa en el conoci-miento cientiacutefico previo sino que los inventa de la nada
7 No depende para nada de la opi-nioacuten de ldquopersonalidadesrdquo
Busca la aprobacioacuten de ldquopersona-lidadesrdquo individuales casi siempre ajenas al campo especiacutefico de que se trate
8
Los conceptos cambian y mejoran para ajustarse a los nuevos avan-ces con la contribucioacuten de mu-chos
Defiende ideas preconcebidas e invariables usualmente ldquodescu-biertasrdquo por una sola persona a veces con trasfondo religioso
9 Raacutepida difusioacuten y aplicacioacuten ma-siva de los nuevos descubrimien-tos praacutecticos
Sus ideas no progresan porque ldquolas grandes compantildeiacuteas perderiacutean dinero si se aceptanrdquo
10 Siempre toma en cuenta el efecto placebo (terapias y medicamen-tos)
El efecto placebo nunca se men-ciona
Tomada de la Revista Elementos 69 31-35 2008
193
Existen tres razones fundamentales para denunciar y condenar
la pseudociencia
1 Es falsa Toda pseudociencia predica nociones contrarias a las esta-
blecidas soacutelidamente por la ciencia y que se imparten cotidianamen-
te en las aulas de cualquier universidad aunque se debe mencionar
que en la actualidad hay pseudociencias como la homeopatiacutea que
han logrado infiltrarse en cursos de verano y de postgrado en algu-
nas universidades puacuteblicas espantildeolas y de otros paiacuteses Esto incluso
a pesar de las reiteradas denuncias de muchos profesores que alegan
el predominio de criterios econoacutemicos sobre los acadeacutemicos y de
que en paiacuteses como los EEUU ya estaacute expresamente prohibida su
comercializacioacuten por carecer de evidencias cientiacuteficas
(httpswwwftcgovsystemfilesdocumentspublic_statements996
984p114505_otc_homeopathic_drug_enforcement_policy_statemen
tpdf)
2 Constituye una peacuterdida de tiempo esfuerzo recursos y algo similar
a lo que los economistas llaman ldquocosto de oportunidadrdquo Es decir no
solo se pierde lo dicho anteriormente tambieacuten se pierde lo que se
pudiera haber ganado de emplear esos recursos y esfuerzos en algo
verdaderamente productivo
3 Cuando la pseudociencia estaacute ligada a una falsa terapia el posible
perjuicio para el paciente siempre estaacute presente ya bien sea por cau-
sa directa o bien porque este no logre atender a tiempo su dolencia
al entretenerse con la ilusoria terapia sin someterse a un tratamiento
realmente eficaz Es posible encontrar muacuteltiples ejemplo de dantildeos
graves a pacientes en la prensa internacional
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Los criterios acerca de que los campos magneacuteticos estaacuteticos producidos
por imanes permanentes incrementan la circulacioacuten reducen la infla-
macioacuten o el dolor y aceleran la cura de las lesiones son por lo general
simplistas e ingenuos y no estaacuten apoyados por el peso de la evidencia
experimental Por otra parte aunque real el efecto de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia sobre los tejidos es bastante complejo
Al parecer su efectividad variacutea apreciablemente de un tejido a otro
194
depende marcadamente de la intensidad y frecuencia de la sentildeal aplica-
da y tambieacuten del tiempo de tratamiento Ver por ejemplo el artiacuteculo
de revisioacuten de Funk et al 2009 con 400 referencias que no ofrece
conclusiones definitivas
A pesar de que la mayoriacutea de las investigaciones recientes negando
la efectividad de muchas de estas terapias son muy rigurosas auacuten es
posible encontrar cliacutenicas estatales donde se aplican imanes con relativa
frecuencia Y cuando usted trata de explicar a los promotores que ese
procedimiento es falso carece de fundamento cientiacutefico y es totalmente
inocuo la respuesta usual es que ldquoestaacute autorizadordquo sin otro argumento
cientiacutefico (Desde luego iquestQueacute van a argumentar)
Tambieacuten es posible encontrar afirmaciones engantildeosas en diversos
medios de comunicacioacuten Algunas maacutes que pseudociencia son timos
Por ejemplo referencias vagas acerca de la efectividad del tratamiento
propuesto ldquocientiacuteficos destacados concuerdan en que los imanes uni-
polares son superiores a los bipolaresrdquo En primer lugar los imanes
unipolares no existen Todo imaacuten tiene dos polos imposibles de sepa-
rar En segundo lugar nunca se especifica quieacutenes son los lsquocientiacuteficos
destacadosrsquo
Otra compantildeiacutea previene al consumidor acerca del abuso de la medi-
cina convencional y de que los imanes no producen efectos colaterales
pues son ldquotan naturales como la naturalezardquo lo cual puede ser cierto
Quizaacutes no produzcan efectos colateraleshellip ni tampoco el deseado efec-
to curativo Otras promociones afirman que en diversas universidades
se ha demostrado que los imanes permanentes incrementan el flujo
sanguiacuteneo lo cual es totalmente falso como se analizoacute anteriormente
Tambieacuten aparecen supuestas investigaciones favorables donde el efec-
to placebo ni siquiera se menciona
En los EEUU tanto los jueces como diferentes agencias del go-
bierno no dan respiro a los magnetoterapeutas El 7 de septiembre de
1999 la Comisioacuten Federal de Comercio (Federal Trade Commission
FTC) presentoacute una demanda contra la corporacioacuten iexclPain Stops Here
Inc por promover productos para magnetoterapia que incluiacutean agua
magnetizada de polo sur bipolar y colchonetas magneacuteticas Los promo-
tores alegaban que el campo magneacutetico penetra profundamente en la
piel para energizar y oxigenar la sangre y que el tratamiento mejoraba
una serie de dolencias en diversos oacuterganos La FTC calificoacute de falsas
las supuestas virtudes curativas y envioacute el asunto a los tribunales
(httpwwwftcgovos19999906painagrhtm)
El 8 de agosto de 2000 el Consumer Justice Center una entidad pri-
vada de defensa del consumidor en California entabloacute una demanda
contra la cadena de tiendas Florsheim y la tienda Shoe Emporium Es-
tas tiendas promoviacutean zapatos magneacuteticos que ldquocorregiacutean las deficien-
cias magneacuteticas mejoraban la circulacioacuten reduciacutean la fatiga en las
piernas y proveiacutean de un alivio natural para los dolores mejorando la
energiacuteardquo Unos pocos diacuteas despueacutes de presentada la demanda la Flors-
heim retiroacute los controvertidos anuncios
En septiembre de 2002 el Fiscal General de California entabloacute pleito
contra unos fabricantes de colchones magneacuteticos que supuestamente
beneficiaban unos 50 padecimientos diferentes Los precios de los col-
chones oscilaban entre 1 100 y 1 800 USD La demanda pediacutea multas
millonarias contra los 5 integrantes de la empresa European Health
Concepts Inc junto al reembolso del dinero a los consumidores
(httpcaagstatecausnewsalerts200202-105pdf) Algo similar ocu-
rrioacute con la Magnetic Therapeutic Technologies (httpwwwftcgovos
19999906magneticagrhtm)
Tambieacuten en 2002 en el mes de abril la FTC entabloacute una demanda
contra TechnoBrandsInc por razones similares en este caso la venta
de una coleccioacuten de imanes para combatir el dolor en cualquier lugar
del cuerpo
La prensa supuestamente formal tampoco escapa a los tentaacuteculos de
la pseudociencia Asiacute por ejemplo en abril de 2010 un perioacutedico local
publicoacute el artiacuteculo ldquoOndas Magneacuteticas y su Aplicacioacuten en la Medicinardquo
consistente en una mezcla de gran cantidad de afirmaciones pseudocien-
tiacuteficas junto a algunas gotas de realidad Alliacute se podiacutea leer entre otros
muchos absurdos que el magnetismo incrementa la circulacioacuten de la
sangre (a pesar de la evidencia contraria proporcionada por los miles de
pacientes sometidos diariamente a estudios de resonancia magneacutetica sin
efectos colaterales) y tambieacuten que las piraacutemides se construyeronhellip iexclpa-
ra aplicar campos magneacuteticos
Otra modalidad pseudocientiacutefica es afirmar todo lo contrario que la
radiacioacuten electromagneacutetica no es siempre beneacutefica sino dantildeina Se
exageran al maacuteximo los posibles efectos perniciosos de las radiaciones
generadas por las liacuteneas de transmisioacuten de alto voltaje u otros equipos
Una variante adicional es que existe mucha especulacioacuten acerca de
si los cambios que tienen lugar en el campo geomagneacutetico de nuestro
planeta asociados a las erupciones solares tambieacuten pueden afectar los
sistemas bioloacutegicos en la superficie terrestre Por el momento no hay
resultados definitivos Un reporte publicado en el Astronomical amp As-
trophysical Transactions vol 19 Issue 1 del 2000 bajo el tiacutetulo ldquoCon-
firmacioacuten experimental del efecto bioefectivo de las tormentas magneacute-
ticasrdquo fundamenta sus resultados en la aplicacioacuten del fraudulento elec-
trodiagnoacutestico de Voll ya mencionado lo que reduce a cero su valor
Se ha sugerido la posibilidad de que los protones de muy alta energiacutea
provenientes del Sol puedan causar dosis elevadas de radiacioacuten en los
aviones a grandes alturas sobre todo cuando pasan cerca del ciacuterculo
polar pero aparte de las especulaciones no fue posible encontrar repor-
tes experimentales concretos sobre el tema
En resumen la evidencia acumulada hasta el momento demuestra
que los campos magneacuteticos alternos de muy baja frecuencia pudieran
ser una herramienta uacutetil en el tratamiento terapeacuteutico de diversas afec-
ciones siempre que se demuestre que proporcionan maacutes beneficio que
dantildeos Seraacute necesario tomar en cuenta en cada caso particular la fre-
cuencia e intensidad de la sentildeal aplicada y la duracioacuten del tratamiento
ya que pueden ser factores muy importantes que hay que controlar para
garantizar la efectividad en uno u otro sentido
No puede decirse lo mismo de la aplicacioacuten de campos estaacuteticos
mediante imanes permanentes o bobinas de corriente continua En la
medida en que avanza la investigacioacuten cientiacutefica en cualquier rama de
la ciencia van apareciendo evidencias cada vez maacutes contundentes acer-
ca de las propiedades del fenoacutemeno estudiado que a su vez dan origen
a nuevas interrogantes Sin embargo en lo que se refiere a la aplicacioacuten
terapeacuteutica de los imanes permanentes la evidencia no ha aparecido
auacuten todo estaacute exactamente igual a pesar de los miles y miles de ensa-
yos y los cientos de antildeos transcurridos desde los tiempos de Elisha
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En la actualidad en la prensa internet y otros medios de comunicacioacuten proliferan afirmaciones sobre los campos magneacuteticos y electromagneacuteticos que carecen de fundamento cientiacutefico muchas de las cuales con argumentos que no se ajustan a la realidad soacutelo se proponen publicitar y vender artiacuteculos supuestamente curativos Es de lamentar que muchas de esas falsedades sean recogidas y repetidas por otros como si fueran veriacutedicas y se lleven a la praacutectica sin que existan fundamentos para ese proceder excepto la falta de conocimientos sobre el magnetismo
En este libro se pretende mostrara queacute es realmente el magnetismo y que hay de cierto ndash y queacute de falso ndash en un cuacutemulo de proposiciones divulgadas en su nombre Ademaacutes de presentar las bases reales de los fenoacutemenos magneacuteticos maacutes importantes se citan referencias que demuestran que muchas de las supuestas ldquomaravillasrdquo magneacuteticas que algunos promocionan han sido incluso sancionadas en los tribunales por fraude y engantildeo al consumidor Asimismo junto con los fundamentos baacutesicos y el origen de las propiedades magneacuteticas se exponen aplicaciones disiacutemiles del magnetismo
Sin apartarse un aacutepice de rigor cientiacutefico necesario en la exposicioacuten del texto se ha evitado al maacuteximo el uso de vocabulario teacutecnico y expresiones analiacuteticas con el objetivo de hacerlo entendible al lector que no posea un dominio superior de la fiacutesica y la matemaacutetica Cada afirmacioacuten estaacute debidamente sustentada por imaacutegenes resuacutemenes y artiacuteculos la mayoriacutea publicados en revistas cientiacuteficas prestigiosas
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA
- Magnetismo cotidiano oriacutegenes y aplicaciones
-
- Impreso 1
- Impreso 2
- Impreso 3
- Impreso 4
- Impreso 5
- Impreso 6
- Impreso 7
- Impreso 8
- Impreso 9
-
- contratapa
-
Arnaldo Gonzaacutelez Arias
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA LA HABANA 2018
MAGNETISMO C O T I D I A N O
O R Iacute G E N E S Y APLICACIONES
Edicioacuten y correccioacuten Sergio Bello Canto
Disentildeo de cubierta Carlos Javier Soliacutes Meacutendez
Disentildeo interior Maikel Martiacutenez Pupo
Realizacioacuten de ilustraciones Yuleidis Fernaacutendez Lago
Composicioacuten digitalizada Madeline Martiacute del Sol
copy Arnaldo Gonzaacutelez Arias 2018
copy Sobre la presente edicioacuten
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica 2018
ISBN 978-959-05-1104-2
INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica
Calle 14 no 4104 e41 y 43 Playa La Habana Cuba
editorialmilcubartecubcu
ediciones caribe
UEB Graacutefica Haydeeacute Santamariacutea
3000 ejemplares
Febrero - 2019
Agradecimientos
El autor desea expresar su reconocimiento a los siguientes profeso-
res que amablemente consintieron en revisar y criticar el manuscri-
to original contribuyendo en gran medida a enriquecer su conteni-
do
Joseacute A Fernaacutendez Sacasas MsC Especialista de II grado de Me-
dicina Interna Profesor Titular y Profesor Consultante de la Uni-
versidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Alberto Juan Dorta Contreras Dr en Ciencias Profesor e Investi-
gador Titular Laboratorio Central de Liacutequido Cefalorraquiacutedeo
(LABCEL) Universidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Manuel de Jesuacutes Antoacuten Lolo Fiacutesico Investigador y Profesor Con-
sultante del Instituto de Ciencias Baacutesicas y Precliacutenicas ldquoVictoria de
Giroacutenrdquo Universidad Meacutedica de La Habana
Joseacute Ignacio Iacutentildeiguez de la Torre y Bayo MS y PhD Catedraacutetico de
Electromagnetismo de la Universidad de Salamanca Director del
Programa de Becas Predoctorales de Formacioacuten de Personal Inves-
tigador (FPI) del Ministerio de Ciencia y Tecnologiacutea Presidente
del Comiteacute de Expertos Externos del Programa de Evaluacioacuten de
Calidad en las universidades de Cantabria Sevilla y Caacutediz
Un agradecimiento especial a la Dra Nuvia Peacuterez Cruz especialis-
ta de 2do grado en Farmacologiacutea Cliacutenica de la Universidad Meacutedica
de La Habana Facultad Dr Salvador Allende por su inesperada ndash
aunque no menos valiosandash contribucioacuten
V
IacuteNDICE
Agradecimientos V
Introduccioacuten 1
Ciencia y falsa ciencia 3
Leyes y teoriacuteas 4
Algo para recordar 7
Capiacutetulo 1 Magnetismo lsquomisteriosorsquo 7
Engantildeo de las pulseras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Asesino invisible
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento
Magnetosfera y el viento solar
Magnetismo planetario y solar
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Capiacutetulo 2 Campo magneacutetico 33
Magnetismo microscoacutepico
Diamagnetismo
Paramagnetismo
Magnetismo macroscoacutepico
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Ferromagnetismo
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Temperatura de Curie
Magnetismo en los organismos vivos
Otros ejemplos
Magnetizacioacuten teacutecnica
Grabacioacuten magneacutetica
Apeacutendice
Capiacutetulo 3 Corriente eleacutectrica 59
Carga eleacutectrica
Campo eleacutectrico
Conductor y dieleacutectrico
Interaccioacuten con un campo externo
Sustancias polares y no polares
Liacutequido y gas polares
Solvatacioacuten
Soacutelido polar
Sustancias no polares
Corriente continua y fuerza electromotriz
Pila y bateriacutea
Generador electrostaacutetico
Celda solar
Termoelectricidad
Piezoelectricidad
Circuitos de corriente continua
Superconductividad
Corriente alterna
Capiacutetulo 4 Interacciones electromagneacuteticas y ondas de radio 79
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Dinamo
Transformador e inductor
Radiacioacuten electromagneacutetica
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
Espectro electromagneacutetico
Transmisioacuten de sentildeales
Transmisioacuten de potencia Hornos de microondas
Cocinas de induccioacuten
Estimacioacuten de distancias radar
Deteccioacuten de metales
Radar de penetracioacuten terrestre
Capiacutetulo 5 Radiacioacuten de maacutes alta frecuencia 104
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Radiacioacuten y organismos vivos
Radiacioacuten infrarroja y visible
Fotosiacutentesis
Laacuteser
Radiacioacuten ultravioleta
Rayos X
VIII
Rayos X en la medicina
Radiografiacutea computarizada (RC)
Radiografiacutea digital (RD)
Rayos gamma
Capiacutetulo 6 Otras aplicaciones del magnetismo 124
Diagnoacutestico meacutedico
Magnetoencefalograma
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica
Levitacioacuten magneacutetica
Tratamiento magneacutetico del agua
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
Acelerador de partiacuteculas
Cuando el magnetismo es indeseable
Mina magneacutetica
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Conflictos beacutelicos
Anomaliacuteas magneacuteticas
Capiacutetulo 7 Terapias magneacuteticas reales e ilusorias 150
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
Campos magneacuteticos estaacuteticos magnetoterapia
Franz Anton Mesmer
Tractores de Perkins
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos
El campo magnetostaacutetico es conservativo
Campos electromagneacuteticos
Microondas (300 MHz-3GHz)
Radiacioacuten de baja frecuencia
Breve historia de las terapias electromagneacuteticas
Reportes negativos
Nanomagnetismo y medicina
Separacioacuten magneacutetica
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
iquestTratamientos magneacuteticos contra el dolor
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial
En la comunidad
En la vivienda
Puesto de trabajo
Efecto bioloacutegico
Investigacioacuten cliacutenica
IX
Teleacutefono celular y caacutencer
Normas de seguridad
Capiacutetulo 8 Placebos y pseudociencia 180
Efecto placebo
Cienciahellip y lo que no lo es
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
iquestQueacute es la pseudociencia
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Bibliografiacutea 199
X
INTRODUCCIOacuteN
Hace 15 antildeos presentamos en Salamanca un pequentildeo libro de divulga-
cioacuten cientiacutefica titulado Queacute es el magnetismo que vio la luz gracias al
apoyo en la revisioacuten de las pruebas de impresioacuten de los profesores
Ana Garciacutea Flores y Joseacute Ignacio Intildeiguez de la Torre y Bayo del de-
partamento de Fiacutesica Aplicada de esa universidad espantildeola De allaacute
hasta acaacute han surgido muchas novedades en el campo del magnetismo
En esta nueva edicioacuten aparte de que se subsanan algunas omisiones
se presenta un enfoque diferente y un contenido mucho maacutes actualiza-
do aunque respetando en todo momento el perfil de libro de divulga-
cioacuten
iquestHacia doacutende apunta el norte de la bruacutejula al norte o al sur
iquestQueacute hay de comuacuten entre un radar un horno de microondas y un
teleacutefono celular
iquestCoacutemo funciona una cocina de induccioacuten
iquestExisten verdaderamente las tormentas magneacuteticas iquestY el viento
solar
iquestDe queacute se compone la luz iquestY las ondas de radio
iquestCoacutemo se mide el campo magneacutetico del sol y los planetas
iquestEl agua se magnetiza iquestY los combustibles
iquestPara queacute sirve la Tomografiacutea de Emisioacuten de Positrones
iquestCoacutemo funcionan los trenes magneacuteticos
iquestSe puede aliviar el dolor utilizando un imaacuten
iquestDantildea la salud vivir cerca de una liacutenea de alta tensioacuten
iquestEs posible medir los biocampos generados por las personas
iquestSe orientan los animales mediante el campo magneacutetico terrestre
iquestQueacute es la pseudociencia magneacutetica
1
El libro pretende dar respuesta a estas y muchas otras preguntas
todas relacionadas de una u otra manera con el magnetismo o el elec-
tromagnetismo
Nuestro trabajo durante muchos antildeos en la Universidad de La Ha-
bana como profesor e investigador en el campo de los materiales
magneacuteticos nos permitioacute constatar que desde siempre ha existido un
gran intereacutes hacia fenoacutemenos magneacuteticos que pudieacuteramos llamar lsquono
convencionalesrsquo Este intereacutes auacuten se mantiene y se extiende desde la
buacutesqueda de posibles aplicaciones en la industria hasta el ensayo de
diversas terapias electromagneacuteticas No obstante tambieacuten hemos
comprobado que no siempre se dispone de la informacioacuten adecuada
sobre estos temas y que cuando de magnetismo o electromagnetismo
se habla a menudo afloran serias confusiones en cuanto a separar lo
real de lo ficticio
A veces se trata de copiar lo que no se comprende bien sin llevar a
cabo investigaciones o ensayos previos que permitan conocer la efec-
tividad real del dispositivo propuesto los paraacutemetros que se deben
controlar o el reacutegimen de operacioacuten recomendable Lo anterior se
agrava por el hecho de que es faacutecil encontrar materiales impresos en
revistas y perioacutedicos o en la World Wide Web cuya objetividad cien-
tiacutefica deja mucho que desear Puede que estas informaciones sean
divulgadas tanto por personas quizaacutes ingenuas entusiastas de los tra-
tamientos magneacuteticos (pero tan ignorantes en la materia que confun-
den faacutecilmente propiedades magneacuteticas con propiedades eleacutectricas)
como por fabricantes y comerciantes inescrupulosos maacutes interesados
en vender su producto que en presentar al posible comprador una in-
formacioacuten veraz Algunos de estos reclamos han resultado ser timos
comprobados sancionados por los tribunales
Estas son las razones fundamentales por las que decidimos recopi-
lar una informacioacuten miacutenima sobre las particularidades esenciales de
los campos magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos asiacute como algunas de
sus aplicaciones presentes y futuras maacutes importantes Pensamos que el
lector sin formacioacuten cientiacutefica pero interesado en estos temas podraacute
asiacute valorar con mayor efectividad cualquier proposicioacuten magneacutetica
que se le presente De aquiacute que se ha tratado de utilizar un lenguaje
simple y dentro de lo posible sin tecnicismos y con la cantidad miacute-
nima de foacutermulas y ecuaciones pero a la vez en todo momento se ha
mantenido la rigurosidad cientiacutefica del contenido
Ciencia y falsa ciencia
El libro tambieacuten tiene la pretensioacuten de ayudar al lector a distinguir
entre lo que es ciencia y lo que no lo es tanto dentro de los temas
magneacuteticos como fuera de ellos
En las uacuteltimas deacutecadas se ha generalizado el uso del teacutermino pseu-
dociencia para designar un conjunto de teoriacuteas leyes descripciones y
procedimientos que pretenden ser cientiacuteficos pero que en realidad no
lo son Seguacuten Carl Sagan (1934-1996) astroacutenomo y divulgador cien-
tiacutefico ldquohellipcada campo de la ciencia tiene su propio complemento de
pseudociencia Los geofiacutesicos tienen que enfrentarse a Tierras planas
Tierras huecas Tierras con ejes que se balancean desordenadamente
continentes en raacutepido ascenso y hundimiento y profetas del terremoto
Los botaacutenicos tienen plantas cuyas apasionantes vidas emocionales se
pueden seguir con detectores de mentiras los antropoacutelogos tienen
hombres-mono supervivientes los zooacutelogos dinosaurios vivos y los
bioacutelogos evolutivos tienen a los literalistas biacuteblicos pisaacutendoles los
talones Los arqueoacutelogos tienen antiguos astronautas runas falsifica-
das y estatuas espurias Los fiacutesicos tienen maacutequinas de movimiento
perpetuo un ejeacutercito de aficionados a refutar la relatividad y quizaacute la
fusioacuten friacutea Los quiacutemicos todaviacutea tienen la alquimia Los psicoacutelogos
tienen mucho de psicoanaacutelisis y casi toda la parapsicologiacutea Los eco-
nomistas tienen las previsiones econoacutemicas a largo plazo Los meteo-
roacutelogos hasta ahora tienen previsiones del tiempo de largo alcancehellip
La astronomiacutea tiene como pseudociencia equivalente principal la as-
trologiacutea disciplina de la que surgioacute A veces las pseudociencias se
entrecruzan y aumenta la confusioacuten como en las buacutesquedas telepaacuteti-
cas de tesoros enterrados en la Atlaacutentida o en las previsiones econoacute-
micas astroloacutegicasrdquo (Sagan 2000)
Se podriacutea pensar que una educacioacuten teacutecnica o universitaria es una
salvaguarda contra la pseudociencia nada maacutes lejos de la realidad La
esencia del problema no estaacute en la cantidad de conocimientos que
alguien pueda acumular sino en la forma que se incorporan se anali-
zan y se usan estos conocimientos El desconocimiento sobre ciencias
que no son afines a la especialidad de la persona en cuestioacuten tambieacuten
puede favorecer la confusioacuten Cuando se desconoce la esencia del
meacutetodo cientiacutefico (que se expone en el capiacutetulo 8) resulta muy difiacutecil
por no decir imposible separar la ciencia de la pseudociencia
La ciencia y la pseudociencia se caracterizan respectivamente por
el escepticismo y la credulidad Mientras no encuentre una explica-
cioacuten satisfactoria a la manifestacioacuten de un proceso o evento determi-
nado con resultados verificables en cualquier momento y lugar la
ciencia no estaraacute satisfecha
La pseudociencia estaacute saturada de credulidad No exige demostra-
ciones y se contenta con conceptos y explicaciones vagas Presenta
sus resultados terminados de una vez y para siempre y de una forma
que no admite verificacioacuten
Cuando la pseudociencia tiene que ver con la medicina puede lle-
gar a ser peligrosa a veces por promover falsos diagnoacutesticos otras por
aplicar remedios no adecuados El posible dantildeo al paciente casi siem-
pre no proviene de la aplicacioacuten del tratamiento pseudocientiacutefico
(aunque en ocasiones el tratamiento en siacute pudiera ser perjudicial) sino
porque su aplicacioacuten impide que el paciente se someta al tratamiento
meacutedico convencional que eventualmente mejorariacutea su salud Con re-
gularidad aparecen en la prensa internacional casos que ilustran lo
anterior que a veces incluso llegan a los tribunales al aplicarse a las
personas terapias y medicamentos que no han sido validados por los
correspondientes ensayos cliacutenicos
Leyes y teoriacuteas Durante la revisioacuten del original un colega me llamoacute la atencioacuten que
en las Ciencias Sociales muchas veces se antepone la ley a la teoriacutea (y
en este libro se ha considerado lo contrario) Bajo ese punto de vista
se considera que la teoriacutea resume un conjunto de leyes y resulta ser
algo maacutes bien acabado terminado Aquiacute se considera una acepcioacuten
diferente comuacuten en las ciencias naturales que a nuestro entender no
entra necesariamente en contradiccioacuten con el punto de vista anterior
pues maacutes bien representa un nivel diferente de gradacioacuten Existen
teoriacuteashellip y teoriacuteas Y tambieacuten algo de tergiversacioacuten semaacutentica cuan-
do se les llama teoriacuteas a lo que no son maacutes que hipoacutetesis ie suposi-
ciones no contrastadas con la realidad
En las ciencias fiacutesicas y otras ciencias naturales muchas veces la
teoriacutea no se refiere a algo terminado sino al nivel primario de investi-
gacioacuten Es un meacutetodo de trabajo una herramienta que complementa al
experimento Es la forma en que se logra explicar cualitativa y cuanti-
tativamente un resultado experimental lo que permite disentildear nuevos
experimentos y predecir de antemano lo que posiblemente ocurriraacute Si
la prediccioacuten es correcta el conocimiento se ampliacutea y la teoriacutea se re-
fuerza Sirva de ejemplo la infinidad de artiacuteculos teoacutericos que se pu-
blican diacutea tras diacutea en las revistas cientiacuteficas especializadas donde no
se reportan resultados experimentales sino solo su posible interpreta-
cioacuten teoacuterica proponiendo relaciones o leyes particulares para esclare-
cer el por queacute el resultado de un determinado experimento
Usualmente las teoriacuteas cambian y se mejoran continuamente acer-
caacutendose soacutelo paso a paso a la realidad Cuando se alcanza una armoniacutea
total entre la teoriacutea y la praacutectica se llega a la ley como resumen final
de esa continua interaccioacuten Cuando eso ocurre las teoriacuteas pierden lo
que les quedaba de hipoacutetesis para convertirse en certezas porque ya
no se basan en la suposicioacuten o especulacioacuten sino en la praacutectica en la
interaccioacuten con la realidad en deducciones e inducciones rigurosas y
en una amplia evidencia experimental Y desde luego muchas hipoacute-
tesis se desechan cuando se comprueba que son ajenas a la realidad
que pretenden describir
Y coincidiendo con la interpretacioacuten mencionada maacutes arriba lo
que una vez fue teoriacutea y pasoacute a ser ley puede sin dudas llegar a for-
mar parte de una teoriacutea maacutes general que incluya varias leyes sin que
haya contradiccioacuten alguna pues en el universo cientiacutefico todo es per-
fectible
iquestY las respuestas a las preguntas que aparecen al inicio de esta in-
troduccioacuten Esperamos que el lector las encuentre en las paacuteginas si-
guientes
5
CAPIacuteTULO 1
MAGNETISMO lsquoMISTERIOSOrsquo
El progreso lejos de consistir en el cambio descansa en la retentiva
Cuando el cambio es absoluto no queda ente alguno al que mejorar y no
se establece direccioacuten para una posible mejora y cuando la experiencia
no se conserva como entre los salvajes la infancia es perpetua
Quienes no pueden recordar el pasado estaacuten condenados a repetirlo
En la primera etapa de la vida la mente es friacutevola y se distrae con facili-
dad no consigue el progreso por falta de constancia y consecuencia Asiacute
son los nintildeos y los baacuterbaros su instinto no ha aprendido nada de la expe-
rienciarsquo
JORGE AGUSTIacuteN NICOLAacuteS RUIZ DE SANTAYANA Y BORRAacuteS (1863-1952)
Poeta y filoacutesofo espantildeol-norteamericano
Algo para recordar
En alguna ocasioacuten a todos nos ha llamado la atencioacuten la propiedad que
poseen los imanes de interactuar a distancia de repelerse o atraerse
entre siacute o de atraer objetos que no son imanes como clavos o hebillas
sin tocarlos directamente Auacuten maacutes en determinada posicioacuten los ima-
nes son reacios a unirse en otra no quieren separarse
Esta misteriosa accioacuten a distancia sin contacto directo que tanto
atrae como repele resulta auacuten maacutes equiacutevoca por cuanto algunos obje-
tos son atraiacutedos por el imaacuten y otros muy parecidos no Cuando un
imaacuten atrae un objeto se puede interponer una laacutemina de cartoacuten o ma-
dera entre el imaacuten y el objeto iexcly lo seguiraacute atrayendo Y para acrecen-
tar auacuten maacutes el misterio cuando algunos objetos se frotan repetidamen-
te con un imaacutenhellip iexcltambieacuten se vuelven magneacuteticos Como si alguna
especie de espiacuteritu o presencia inmaterial contenida en el imaacuten fuera
capaz de transferirse al otro objeto Por cierto si alguna vez necesita
insertar un tornillo en una posicioacuten incoacutemoda pruebe a frotar suave-
mente el destornillador con un imaacuten desde el mango hacia la punta -o
al reveacutes- pero siempre en el mismo sentido Una vez hecho esto si el
tornillo tiene hierro en su composicioacuten quedaraacute adherido a su extre-
mo facilitando la insercioacuten en el sitio deseado
No es posible hacer un compendio de los fenoacutemenos magneacuteticos
maacutes habituales sin mencionar las supuestamente maacutegicas propiedades
de los imanes Han sido invocadas por iluminados falsos expertos y
curanderos de todo tipo para intentar curar o sanar a la gente mediante
pases o influencias magneacuteticas atribuyendo al magnetismo propieda-
des que de ninguna manera posee Tal comportamiento ante lo desco-
nocido parece ser innato a la naturaleza humana Hace 2 500 antildeos
Cleoacutebulo de Lindos uno de los siete sabios de la Antigua Grecia
afirmaba ldquohellipnada hay tan comuacuten en el mundo como la ignorancia y
los charlatanesrdquo
Tales praacutecticas quizaacutes pudieran tener alguna excusa en eacutepocas re-
motas cuando no se teniacutea la menor idea del origen de las propiedades
magneacuteticas Actualmente no tienen otra explicacioacuten que la irresponsa-
bilidad de quienes intentan aplicarlas sin informarse previamente
negando el pasado y el avance de los conocimientos cientiacuteficos por
todos los medios a su alcance
Ejemplos concretos abundan en la historia Cada vez que aparece
una teacutecnica novedosa y poco conocida o un nuevo fenoacutemeno fiacutesico
quiacutemico o bioloacutegico es casi una regla que al poco tiempo aparezcan
terapeutas que afirman poder curar una u otra dolencia aplicando la
nueva teacutecnica Pero las afirmaciones nunca van acompantildeadas por los
correspondientes estudios o ensayos cliacutenicos que corroboren la efecti-
vidad de la propuesta simplemente se enuncia una suposicioacuten como si
fuera una realidad lo que muchas veces resulta suficiente para que los
incautos caigan en las redes del iluminado de turno
Los ejemplos incluyen los intentos de aplicar imanes para curar di-
versas dolencias desde los tiempos antiguos o la de utilizar la recieacuten
surgida electricidad a principios del siglo pasado con los mismos fi-
nes Ejemplos maacutes recientes incluyen el novedoso neutrino (no tan
novedoso como poco conocido) para intentar justificar las absurdas
curaciones a distancia o las fotos Kirlian para probar la existencia de
la tergiversada bioenergiacutea supuestamente asociada solo a lo vivo y
capaz de regular los estados de salud o de aacutenimo de las personas
Se intenta asiacute explicar lo ilusorio con algo falseado que no es del
dominio puacuteblico o que auacuten no se conoce bien sin aportar evidencias
concretas de lo que se afirma Paradigma de lo absurdo aunque por
increiacuteble que parezca muchas veces funciona en determinados ciacutercu-
los incluso autodenominados cientiacuteficos sin serlo
Engantildeo de las pulseras En febrero de 2010 se publicoacute en el Diario Sur un informe sobre la
venta en Espantildea de las pulseras holograacuteficas lsquoPower Balancersquo
(httpwwwdiariosures20100210mas-actualidadsociedadnegocio-
redondo-201002100844html) (Figura 11)
Figura 11 Pulsera Power Balance y ampliacioacuten
del holograma (Tomado de
httpwwwdiariosures)
Seguacuten el artiacuteculo ldquohelliplas pulseras se agotan nada maacutes llegar a las
tiendas y el nuacutemero de reservas excede con creces las unidades que
salen al mercado Aunque la importadora es reacia a facilitar datos
sobre sus ventas en Espantildea un cruce de cifras permite aventurar que
estariacutean en torno a las 100 000 unidades diarias Un negocio redondo
si se tiene en cuenta que cada brazalete vale 35 eurosrdquo Es decir una
sola pulsera cuesta maacutes que el ingreso mensual promedio de cualquier
necesitado en un paiacutes pobre El precio de costo de los materiales con
que se confecciona la pulsera es de 1 euro aproximadamente
El negocio era tan fructiacutefero que enseguida surgieron muchos
competidores para tratar de coger su parte del pastel Las marcas de
pulseras se multiplicaron EFX Equilibrium Ion Balance Powerplus
Power equilibrium Trion-Z Energy balance Harmony zen 9
iquestY cuaacutel es el supuesto beneficio que brindan estas pulseras
Josh Rodarmel de Orange County California quien junto a su
hermano Troy las introdujo en el mercado en 2007 habiacutea declarado
con anterioridad haber implantado en hologramas frecuencias que
reaccionan positivamente al campo magneacutetico del cuerpo afirmando
que todo tiene una frecuencia al igual que los moacuteviles el wifi las
ondas de radio y cosas por el estilo y que todas reaccionan entre siacute
Seguacuten Rodarmel hay frecuencias que reaccionan negativamente con
el cuerpo pero otras lo hacen positivamente eacutel y su hermano habiacutean
descubierto coacutemo meterlas en un holograma que en contacto con el
cuerpo proporciona equilibrio fuerza y flexibilidad
En realidad la tal pulsera no es maacutes que un aro de goma que incor-
pora dos hologramas como los que pueden aparecer en cualquier tarje-
ta de creacutedito o en algunos sellos El modelo que maacutes eacutexito tiene estaacute
hecho con silicona aunque tambieacuten hay otro de neopreno Antildeade la
publicidad que Power Balance no contiene ninguna fuente de energiacutea
por siacute sola sino que son ldquolas energiacuteas bio-eleacutectricas de cada uno las
que cargan el holograma quantum sintonizando con el biocampo y
armonizando con tu chi interiorrdquo
En otro sitio se expresa que Power Balance es una frecuencia en siacute
almacenada en un medio (el holograma) que restaura el equilibrio
electromagneacutetico del cuerpo aislando a cada ceacutelula viva de los factores
externos que le impiden funcionar al 100 de sus capacidades
Lo anterior no es maacutes que palabreriacutea sin sentido donde se combi-
nan palabras de significado real como frecuencia sintoniacutea y hologra-
ma con otras inventadas de contenido semirreligioso o esoteacuterico como
chi o tergiversadas o ficticias como biocampo Obviamente se sigue
un patroacuten similar al de otros timos del mismo corte se tergiversan
palabras conocidas por el gran puacuteblico cuyo verdadero significado es
manejado solo por los especialistas
Todos saben lo que es sintonizar la radio pero solo los entendidos
saben que al sintonizar se estaacute haciendo resonar un circuito del equipo
con una sentildeal electromagneacutetica especiacutefica de las muchas que llegan
provenientes de diferentes emisoras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Una frecuencia es el nuacutemero de veces que cualquier fenoacutemeno se
repite por segundo u otra unidad de tiempo (rotaciones oscilaciones
latidos etc) Es un nuacutemero que representa un concepto no un objeto
tangible Cuando los promotores hablan de almacenar frecuencias
estaacuten hablando de almacenar un concepto abstracto no de almacenar
un objeto A pesar de tener un valor numeacuterico una frecuencia no se
puede almacenar como tampoco se puede almacenar el tiempo para
despueacutes gastarlo cuando sea conveniente es un engantildeo total Sin con-
tar el hecho de que los hologramas no se cargan como si fueran pilas
reversibles
El Instituto Nacional del Consumo de Espantildea adscrito al Ministe-
rio de Sanidad respondioacute satisfactoriamente ante las alertas de los
periodistas y asociaciones de consumidores enviando el 28 de mayo
de 2010 una circular a las comunidades alertando sobre un posible
fraude con las pulseras ldquoLas pretendidas propiedades terapeacuteuticas o
potenciadoras que los fabricantes y comercializadores atribuyen a
determinadas pulseras incumplen lo establecido en la normativa que
regula la publicidad y promocioacuten comercial de los productos El Real
Decreto 190796 prohiacutebe cualquier clase de publicidad o promocioacuten
directa o indirecta masiva o individualizada de productos materiales
sustancias energiacuteas o meacutetodos con pretendida finalidad sanitaria
cuando sugieran o indiquen que su uso o consumo potencian el rendi-
miento fiacutesico psiacutequico deportivo o sexualrdquo Finalmente el 18 de
octubre de 2010 la Junta de Andaluciacutea impuso una multa de 15 000
euros calificada de irrisoria por algunos a la Power Balance en Espa-
ntildea por lsquofalta grave de publicidad engantildeosarsquo sancioacuten tipificada en el
art 35 b 1ordm de la Ley General de Sanidad
En enero de 2011 un grupo de consumidores norteamericanos dis-
gustados con la obvia estafa a que habiacutean sido expuestos presentaron
una demanda en los tribunales contra los hermanos Rodarmel Eacutestos
se vieron forzados a hacer una declaracioacuten afirmando que no existiacutea
evidencia cientiacutefica para sus afirmaciones y llegar a un acuerdo con
los demandantes por el monto de 57 millones de doacutelares
La realidad es que estos emprendedores fabricantes-timadores no
hicieron maacutes que modernizar con hologramas la vieja supercheriacutea de
la magnetoterapia y los ilusoriamente beneacuteficos campos magneacuteticos y
electromagneacuteticos Ya en 2006 un juez de Estados Unidos habiacutea con-
denado al distribuidor de una pulsera magneacutetica similar a rembolsar a
100 000 compradores el dinero gastado a causa de la publicidad enga-
ntildeosa Entre otros beneficios las pulseras presumiacutean de controlar la 11
hipertensioacuten El precio de cada una podiacutea llegar a los 250 euros Entre
2000 y 2003 los vendedores lograron recaudar unos 18 millones de
euros
Durante la vista puacuteblica el juez Morton Denlow citoacute un estudio de
la Cliacutenica Mayo que atribuiacutea la eficacia referida por algunos usuarios
al efecto placebo (fenoacutemeno de sugestioacuten bien conocido que hace que
los siacutentomas declarados por el enfermo puedan mejorar con un falso
tratamiento) El magistrado argumentoacute que las supuestas propiedades
de la pulsera un aro de metal terminado en dos pequentildeas esferas eran
ldquohellip maacutes ficcioacuten que cienciardquo (Figura12)
Figura 12 Pulsera magneacutetica Tomado de
wwwelmundoes suplemento 1692006 nuacutemero 676
La versioacuten opuesta del efecto placebo el nocebo tambieacuten existe
Consiste en el empeoramiento de los siacutentomas o signos de una enfer-
medad por la expectativa del paciente de sentir efectos dantildeinos 12
dolorosos o desagradables ante una falsa medida terapeacuteutica El tema
se trata con mayor detalle en el capiacutetulo 8
Vale la pena hacer notar que los timadores cuestan muy caro Fue
necesario un proceso judicial que duroacute tres antildeos sumado a una inves-
tigacioacuten de la Cliacutenica Mayo para poder desinflar el enorme globo
generado por la pequentildea empresa espantildeola Bio-Ray con sus pulseras
magneacuteticas Y a pesar de todo es muy posible que a la larga los em-
presarios hayan sacado en la jugada ganancias de unos cuantos cientos
de miles (o millones) de euros
En el uacuteltimo capiacutetulo se muestran otros ejemplos del uso desatina-
do de los imanes y la radiacioacuten electromagneacutetica Es de notar que en
algunos ciacuterculos se ha extendido confusa e incorrectamente el teacutermino
magnetoterapia para designar lo que debiera llamarse electromagneto-
terapia pues se aplica radiacioacuten electromagneacutetica y no campos mag-
neacuteticos estaacuteticos
En la radiacioacuten electromagneacutetica estaacuten presentes de forma insepa-
rable ambos tipos de campo el eleacutectrico y el magneacutetico interaccio-
nando continuamente entre siacute De aquiacute que la ilusoria magnetoterapia
se refiera (o debiera referirse) uacutenica y exclusivamente al uso de cam-
pos magneacuteticos estaacuteticos como el de los imanes permanentes sin
componente de campo eleacutectrico Los modernos magnetoterapeutas ni
siquiera estaacuten al tanto de esta realidad elemental y aplican el teacutermino
magnetoterapia indistinta y confusamente a uno u otro caso
Asesino invisible El caso de las pulseras magneacuteticas puede haber dantildeado el bolsillo de
muchos aunque se reconoce que difiacutecilmente pueda haber dantildeado su
salud puesto que no causan efecto alguno a no ser que actuacuteen por
sugestioacuten como placebo El efecto placebo puede sedar pero no cura
por lo que el posible dantildeo causado de forma indirecta siempre estaraacute
presente ya que el paciente puede dejar de utilizar los medicamentos
adecuados confiando en la eficiencia del falso remedio Es este quizaacutes
el mayor peligro que ofrecen en el presente las terapias magneacuteticas
espurias desviar la atencioacuten del paciente de la medicacioacuten adecuada
(que a la larga pudiera ser fatal en algunos casos)
13
No estamos exagerando ya ha ocurrido en el pasado que la aplica-
cioacuten innovadora e indiscriminada de nuevos descubrimientos ha traiacutedo
por consecuencia graves dantildeos a las personas e incluso la muerte Un
ejemplo muy instructivo aunque no el terreno de los imanes sino en el
de la radiacioacuten electromagneacutetica es el de la aplicacioacuten incontrolada de
los rayos X en sus comienzos
Al poco tiempo de aparecer los primeros equipos para hacer radio-
grafiacuteas surgieron en Estados Unidos salones de belleza que usaban los
rayos X para depilar los vellos en diversas partes del cuerpo princi-
palmente de mujeres joacutevenes El tratamiento era promocionado entre
otros por el meacutedico Albert C Geyser quien se presentaba con los
siguientes atributos seguacuten el original en idioma ingleacutes ldquoMedical Di-
rector of the Tricho System Formerly Professor of Physiological
Therapy and Chief of Clinic at Fordham University Lecturer and
Chief of Electro and Roentgenray Clinic at Cornell College Lecturer
and Chief of the Electro and Radio Therapy Clinic at the New York
Polyclinic etcrdquo En fin como para creer a pie juntillas todo lo que eacutel
afirmara
En 1925 existiacutean en Estados Unidos alrededor de 75 maacutequinas Tri-
cho disentildeadas para eliminar los molestos e indeseables vellos en las
mejillas y el labio superior de sentildeoras y sentildeoritas (y quizaacutes de alguacuten
que otro insatisfecho caballero figura 13) Sin embargo al cabo de
unos pocos antildeos se comproboacute que una gran dosis uacutenica de radiacioacuten o
muchas dosis pequentildeas repetidas en largos periacuteodos podiacutean dantildear
seriamente los tejidos sin que el dantildeo se notara de inmediato causan-
do lesiones que saliacutean a la luz meses o antildeos despueacutes Las lesiones se
manifestaban como cambios en la pigmentacioacuten queratosis uacutelceras y
la aparicioacuten de carcinomas que conduciacutean a la muerte
En 1930 el doctor Henry H Hazen publicoacute un artiacuteculo titulado
ldquoDantildeos como Resultado de la Irradiacioacuten en los Salones de Bellezardquo
(American Journal of Roentgenology and Radium Therapy Vol23
No4 409-412 1930) donde aparece escrito lo siguiente ldquoHace alre-
dedor de 5 antildeos cierto nuacutemero de salones de belleza en varias ciuda-
des instalaron maacutequinas Roentgen con el propoacutesito de tratar el vello
superficialhellip (tambieacuten) se aplicaron tratamientos para otras condicio-
neshellip En mi lista hay una paciente que alegaba haber sido tratada por
acneacute y otra por pecasrdquo 14
Figura13 ldquoEl sistema Tricho para eliminar el vello
facial mediante los rayos-X Paciente recibiendo tra-
tamiento en la mejilla Ni dolor ni sensacioacuten de al-
guacuten tipo El meacutetodo infalible usado exitosamente
por 16 antildeos por el Dr Albert C Geyser finado pro-
fesor de Terapeacuteutica Eleacutectrica en la Universidad de
Cornell y refrendado por muchos meacutedicos destaca-
dos No agujas no cera no reactivos Indoloro e
inocuo Garantizado que es permanenterdquo
En su gran mayoriacutea eran mujeres con edades entre 18 y 30 antildeos
Maacutes adelante resume el doctor Hazen
ldquoEn varios congresos han aparecido muchos reportes de dantildeos a la
piel causados por los tratamientos de rayos Roentgen en los salones de
bellezahellip En esta serie de 10 casos no menos de 7 mujeres han recibi-
do serios dantildeoshellip Es de notar que en cada caso aparecioacute una irritacioacuten
a partir de la tercera o cuarta sesioacuten y que no obstante se continuoacute la
aplicacioacuten de los tratamientos No podemos dejar de maravillarnos de
la estupidez de los operadores y de la persistencia e ignorancia de las
viacutectimas Cualquier medida para proteger de su propia tonteriacutea a las
mujeres que buscan mejorar su apariencia es recomendable Es asom-
broso que en muchas comunidades las actas de praacutectica meacutedica inclu-
yan solamente la prescripcioacuten de medicamentos y permitan a cual-
quier fisioterapeuta aplicar sus praacutecticas sin permiso o interferencia
con un total desprecio por los peligros potenciales de su procederrdquo
Lo que resulta auacuten maacutes sorprendente es que situaciones similares
se produzcan en la actualidad no con los rayos X sino otros procedi-
mientos que prometen un maacuteximo de beneficios con un miacutenimo de
incomodidad pero que no curan nada y a la larga pudieran resultar
dantildeinos para el paciente La situacioacuten es mucho peor cuando los prac-
ticantes se ven estimulados por la indiferencia la tolerancia y a veces
el apoyo oficial sumado a criterios de autoridad para intentar acallar
las criacuteticas Una vez introducidos los supuestos tratamientos o tera-
pias son muy difiacuteciles de erradicar A pesar de que el procedimiento
de Tricho podiacutea llegar a causar la muerte reportes de viacutectimas dantildea-
das aparecieron en las revistas meacutedicas hasta unos 15 antildeos despueacutes
bien entrada la deacutecada de los cuarenta
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico iquestQueacute es a fin de cuentas el magnetismo iquestY un campo magnetostaacuteti-
co iquestY la radiacioacuten electromagneacutetica No es posible contestar estas
preguntas en pocas palabras
Ante todo es necesario insistir y dejar bien establecido que una co-
sa son los campos magnetostaacuteticos propios de los imanes permanen-
tes que no variacutean con el tiempo y otra muy diferente la radiacioacuten
electromagneacutetica Sus propiedades difieren enormemente De aquiacute que
en este primer capiacutetulo se comience por los campos magnetostaacuteticos
describiendo el magnetismo mineral el campo magneacutetico terrestre
sus principales propiedades y su relacioacuten con el Sol y otros planetas
Magnetita
Las propiedades magneacuteticas del oacutexido de hierro se conocen desde los
tiempos antiguos La magnetita o piedra imaacuten un oacutexido natural de
foacutermula quiacutemica Fe3O4 tiene la propiedad de atraer los objetos elabo-
rados con hierro metaacutelico o sus aleaciones fenoacutemeno que ya le era
familiar a los antiguos egipcios griegos y romanos No es el uacutenico
oacutexido de hierro que existe pero la hematita -Fe2O3 la maghemita -
Fe2O3 y la wuumlstita FeO no poseen propiedades similares a la magneti-
ta 16
Los primeros yacimientos de magnetita de los que se tiene noticia
se encontraban cerca de Magnesia de Tesalia en Grecia junto a me-
nas de oxido y carbonato de magnesio Aparentemente de ahiacute se deri-
voacute el nombre magnetismo del griego μαγνέσ (magneacutes = imaacuten)
Cuando se frota repetidamente un pedazo de hierro alargado con
una piedra imaacuten este adquiere a su vez la capacidad de atraer deacutebil-
mente otros pedazos de hierro se convierte en un imaacuten permanente
Al igual que los trozos del mineral magnetita los imanes producidos
por frotamiento estaacuten polarizados es decir cada uno de ellos tiene dos
regiones o extremos donde las propiedades magneacuteticas se manifiestan
de forma maacutes intensa Las dos regiones se designaron arbitrariamente
como polo norte (o positivo) y polo sur (o negativo) Es faacutecil compro-
bar que los polos de igual signo se repelen y los de signo opuesto se
atraen
Una propiedad del hierro magnetizado es que cuando se le da una
forma alargada o de aguja y se le permite girar libremente (por ejem-
plo suspendido de una cuerda por su centro o flotando en agua sobre
un corcho) la aguja tenderaacute invariablemente a alinearse en la direccioacuten
aproximada norte-sur y de ahiacute los nombres polo norte para el extremo
que se orienta al norte y polo sur para el contrario Existen evidencias
de que los chinos utilizaban estas bruacutejulas rudimentarias para guiarse
en la navegacioacuten desde hace unos mil antildeos El instrumento se comen-
zoacute a utilizar en occidente unos 300 antildeos despueacutes En la figura 14 se
muestra una bruacutejula moderna
Cuando Cristoacutebal Coloacuten cruzoacute el Atlaacutentico en 1492 en busca de las
Indias notoacute que la aguja de su bruacutejula se desviaba ligeramente de la
direccioacuten norte indicada por las estrellas y que la desviacioacuten cambiaba
a medida que se alejaba del continente Pero no fue hasta unos 100
antildeos despueacutes que el meacutedico de la reina Isabel I de Inglaterra William
Gilbert logroacute explicar la desviacioacuten al considerar que la tierra era un
imaacuten gigantesco con sus polos magneacuteticos situados a cierta distancia
de los polos geograacuteficos Estos uacuteltimos son los puntos de la superficie
del planeta por donde pasa su imaginario eje de rotacioacuten El polo norte
o positivo de la bruacutejula siempre apunta al polo magneacutetico norte no al
geograacutefico ademaacutes la posicioacuten de los polos magneacuteticos no es inalte-
rable variacutea con los antildeos La diferencia entre la direccioacuten que indica la
bruacutejula y la del norte geograacutefico o verdadero se llama declinacioacuten
magneacutetica 17
Figura 14 Una aguja o laacutemina magnetizada que puede
girar libremente como la de la bruacutejula siempre apunta
al polo norte magneacutetico
Los imanes son capaces de atraerse o de repelerse y de atraer al
hierro sin que haya contacto directo entre ellos aunque se encuentren
separados a gran distancia La aguja de la bruacutejula gira a causa del
magnetismo terrestre alineaacutendose en la direccioacuten norte-sur a pesar de
que los polos magneacuteticos de la tierra se encuentran a miles de kiloacuteme-
tros Para explicar la existencia de esta interaccioacuten a distancia sin
contacto directo entre los cuerpos los fiacutesicos introdujeron el concepto
de campo magneacutetico
Se considera que cualquier imaacuten tiene asociado un campo magneacuteti-
co que modifica las propiedades del espacio que lo rodea El campo se
extiende en todas las direcciones y es el medio de interaccioacuten con
otros imanes con el hierro y con cualquier otro cuerpo que se conside-
re Se representa mediante una flecha o vector de longitud proporcio-
nal a su valor o intensidad en cada punto (vector intensidad de cam-
po)
Es usual representar la distribucioacuten del campo magneacutetico alrededor
de cualquier objeto mediante liacuteneas imaginarias las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica Se dibujan de forma tal que son paralelas a la direc-
cioacuten del vector intensidad de campo en cada punto En la figura 15 se
representan las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica de nuestro planeta Alliacute
donde aparecen maacutes unidas seraacute mayor la intensidad del campo
Figura 15 El extremo de la aguja imantada que apunta al
norte magneacutetico se denomina polo positivo o norte del
imaacuten y se designa con el signo (+) mientras que el otro es
el polo negativo o sur y se designa con el signo (-)
Como los polos magneacuteticos de igual signo se repelen y los de dife-
rente signo se atraen el polo magneacutetico terrestre situado al norte resul-
ta ser realmente un polo negativo (o sur) magneacutetico aunque se le de-
nomine ldquopolo magneacutetico norterdquo para diferenciarlo del polo geograacutefico
lo que a veces induce a confusioacuten
19
En la figura 15 es de notar que las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
solo son paralelas a la superficie de la tierra en las regiones cercanas al
ecuador En cualquier otra locacioacuten estaacuten algo desviadas formando un
cierto aacutengulo con la horizontal (lo que no impide que la bruacutejula siga
apuntando al norte) Es faacutecil comprobar el aacutengulo que forman las liacute-
neas con la horizontal utilizando una bruacutejula Una vez que haya sido
orientada hacia el norte en posicioacuten horizontal basta con girarla frac14 de
vuelta alrededor de la direccioacuten paralela a la aguja de manera que
quede perpendicular a su posicioacuten anterior La aguja giraraacute apuntando
hacia la tierra en el hemisferio norte y hacia el cielo en el hemisferio
sur quedando paralela a la liacutenea de induccioacuten y a la direccioacuten real del
campo en ese punto
El aacutengulo que forman las liacuteneas de induccioacuten con la horizontal en
cada punto de la Tierra es la lsquoinclinacioacutenrsquo del campo magneacutetico en ese
punto
Los polos magneacuteticos se encuentran a una distancia considerable
de los polos geograacuteficos Actualmente el polo norte magneacutetico se en-
cuentra cerca de la isla de Bathurst en el norte de Canadaacute a unos 1
600 km del norte geograacutefico el polo sur magneacutetico se encuentra cerca
de la Tierra Adelia de la Antaacutertica a unos 2 600 km del polo sur geo-
graacutefico Los polos magneacuteticos cambian de posicioacuten con el tiempo
fenoacutemeno conocido como deriva polar y se ha dado el caso de que la
deriva polar se invierta es decir que el desplazamiento de los polos
cambie de sentido o retroceda (Figura 16) La ciencia que estudia los
fenoacutemenos magneacuteticos asociados a la Tierra y su atmoacutesfera se conoce
como Geomagnetismo
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento Ademaacutes de desplazarse a lo largo de la historia geoloacutegica la polaridad
de los polos terrestres tambieacuten se ha invertido perioacutedicamente el norte
magneacutetico se ha convertido en sur y viceversa La razoacuten de estas in-
versiones no es conocida sin embargo han quedado registradas visi-
blemente en las rocas de origen iacutegneo que se van creando tanto en la
superficie de la tierra como en los fondos marinos de nueva forma-
cioacuten
En la deacutecada de 1900-1910 B Brunhes en Francia y M Matuyama
en Japoacuten encontraron que las rocas podiacutean catalogarse en dos grandes
grupos de acuerdo con sus propiedades magneacuteticas El primer grupo
correspondiacutea a las rocas de polaridad normal con su magnetizacioacuten
orientada en la misma direccioacuten y sentido del campo magneacutetico de la
Tierra El segundo estaba constituido por las rocas con polaridad in-
versa con la magnetizacioacuten orientada en sentido contrario a la del
campo terrestre Esta particularidad generoacute muchas interrogantes en su
eacutepoca pues la existencia de dos orientaciones magneacuteticas con sentido
contrario pareciacutea algo totalmente arbitrario e inexplicable Los estu-
dios en diversas locaciones geograacuteficas permitieron conocer con exac-
titud cuaacutel era la orientacioacuten del campo magneacutetico de nuestro planeta
en las diferentes eras geoloacutegicas
Figura 16 Deriva del polo magneacutetico norte durante
los uacuteltimos 200 antildeos Con anterioridad a 1831 estaba
maacutes cercano al polo norte y se desplazoacute hacia el sur
21
Hoy dia se sabe que la roca fundida o magma que fluye de los vol-
canes y hendiduras de la corteza terrestre contiene gases disueltos y
partiacuteculas minerales soacutelidas entre ellas partiacuteculas de magnetita La
magnetita pierde sus propiedades magneacuteticas por encima de los 587 oC pero vuelve a recuperarlas cuando la temperatura disminuye por
debajo de ese valor Cuando el magma se enfriacutea y solidifica las partiacute-
culas de magnetita se magnetizan en la misma direccioacuten que el campo
magneacutetico terrestre y su magnetismo queda ldquocongeladordquo en la posi-
cioacuten original Asiacute quedoacute grabada en la roca la ubicacioacuten del campo
magneacutetico de la tierra en el momento que el magma solidificoacute
Durante la 2da Guerra Mundial (1939-1945) las reservas de petroacute-
leo disminuyeron considerablemente a causa de las acciones beacutelicas
Al terminar la guerra se organizoacute una buacutesqueda intensa en las plata-
formas submarinas para tratar de remediar la escasez de combustible
Las compantildeiacuteas de petroacuteleo construyeron buques con equipos especia-
les de perforacioacuten capaces de cargar toneladas de tuberiacuteas y de perfo-
rar a kiloacutemetros de profundidad Los estudios relacionados con la
oceanologiacutea tambieacuten fueron estimulados por esta situacioacuten y los
oceanoacutelogos comenzaron a estudiar en detalle las caracteriacutesticas mag-
neacuteticas del fondo de los oceacuteanos Uno de los equipos utilizados con
este fin fue un tipo de magnetoacutemetro muy sensible desarrollado para
equipar a los aviones que se dedicaban a la guerra antisubmarina
Las experiencias obtenidas de los buques exploradores de petroacuteleo
se aprovecharon para construir el Glomar Challenger un barco de
investigaciones disentildeado especiacuteficamente para los estudios geoloacutegicos
marinos capaz de tomar muestras de roca a gran profundidad Poste-
riormente mediante meacutetodos paleontoloacutegicos y estudios de isoacutetopos
radiactivos se determinoacute la edad de esas rocas y su orientacioacuten relati-
va Se comproboacute que la expulsioacuten del magma durante decenas de mi-
les de antildeos habiacutea dado lugar a las diferentes cadenas montantildeosas que
actualmente existen en el fondo de los oceacuteanos
iquestPor queacute precisamente en el fondo de los oceacuteanos Porque alliacute la
corteza terrestre es maacutes delgada y para salir al exterior el magma ne-
cesita recorrer un camino mucho maacutes corto que por cualquier otra viacutea
(Figura 17)
22
Figura 17 Cordillera del AtlaacutenticoTomado de This
Dynamic Earth US Dept of the InteriorUS Geological
Survey ISBN 0-16-048220-8
En la medida que se fue revelando la distribucioacuten magneacutetica en el
fondo de los oceacuteanos las diferencias entre las rocas con polaridad
directa e inversa expuestas por Brunhes y Matuyama a principios del
siglo XX dejaron de ser arbitrarias y fue tomando forma un cierto
patroacuten de distribucioacuten Cuando la regioacuten analizada llegoacute a ser suficien-
temente extensa se comproboacute que las regiones magneacuteticas en los fon-
dos oceaacutenicos estaban conformadas en bandas similares a las franjas
de una cebra Franjas de rocas con magnetizacioacuten alterna de polaridad
directa e inversa se alternaban a ambos lados de la cresta central del
oceacuteano Atlaacutentico las denominadas bandas magneacuteticas
En el fondo del oceacuteano la corteza nueva se forma continuamente en la
cresta o parte superior de la cordillera (Figura 18) Lejos de la cresta
las rocas son muy viejas y a medida que nos acercamos a la cresta son
cada vez maacutes joacutevenes lo que se comprueba al analizar la cantidad de
sedimentos depositados en el lecho oceaacutenico Sobre las rocas maacutes
viejas descansa una mayor cantidad de sedimentos
Figura 18 Evidencia experimental de la formacioacuten de las
bandas a) La cresta hace 5 millones de antildeos b) Hace 2 millo-
nes de antildeos c) Hoy diacutea Adaptado de This Dynamic Earth US
Dept of the InteriorUS Geological Survey ISBN 0-16-
048220-8
Las rocas maacutes joacutevenes cercanas a la cresta siempre tienen polari-
dad normal coincidiendo con la direccioacuten actual del campo magneacutetico
terrestre Las bandas de rocas maacutes alejadas alternan su polaridad de
normal a inversa y viceversa indicando que el campo magneacutetico de la
tierra ha invertido su polaridad muchas veces a lo largo de millones de
antildeos Los modelos teoacutericos de formacioacuten de rocas en el fondo del
oceacuteano coinciden de forma excelente con los datos experimentales y
en el presente la corteza oceaacutenica se considera una especie de ldquocinta
magneacuteticardquo donde ha quedado registrada la historia del movimiento de
los polos y de las inversiones del campo magneacutetico terrestre durante mi-
llones de antildeos
En los uacuteltimos antildeos mediciones precisas han dado por resultado una
disminucioacuten significativa de la intensidad del campo magneacutetico terrestre
de aproximadamente 10 Se desconoce si este proceso conduciraacute a otra
inversioacuten de la polaridad o no en un futuro no muy lejano
Magnetosfera y viento solar iquestQuieacuten no sabe que el campo magneacutetico terrestre posibilita la orientacioacuten
geograacutefica con la ayuda de la bruacutejula Junto a la estrella polar sirvioacute de
guiacutea a los viajeros durante siglos Hoy diacutea tambieacuten tenemos el Global
Positional System (GPS) que realiza la misma funcioacuten con mucha mayor
precisioacuten apoyaacutendose en un sistema de 24 sateacutelites que circunvalan la
Tierra Lo que no desmerece ni mucho menos la utilidad de la bruacutejula
Pero es mucho menos conocido que el campo magneacutetico terrestre rea-
liza una segunda y mucha maacutes importante funcioacuten Protege nuestro plane-
ta de los excesos de la radiacioacuten solar hasta el punto que se ha estimado
que de no existir el campo magneacutetico la Tierra seriacutea un sitio seco y aacuterido
como Marte el viento solar habriacutea arrastrado al espacio su agua y su
atmoacutesfera desde hace muchiacutesimos antildeos
El viento solar es un flujo de partiacuteculas cargadas (mayormente proto-
nes y electrones de alta velocidad) que inciden continuamente sobre la
Tierra provenientes del Sol Las partiacuteculas logran escapar de la atraccioacuten
gravitatoria solar porque alcanzan gran energiacutea cineacutetica a causa de las
altas temperaturas
De manera similar a como el agua se desviacutea al chocar con la proa de
una embarcacioacuten y la rodea al interaccionar con el campo terrestre las
fuerzas magneacuteticas hacen que el viento solar cambie de rumbo sin modi-
ficar su energiacutea en una regioacuten del espacio llamada el arco de choque Las
partiacuteculas prosiguen su movimiento formando una larga cola alrededor de
la Tierra o girando a su alrededor creando asiacute una especie de cubierta o
envoltura la magnetofunda
Algunas partiacuteculas logran atravesar esa primera barrera magneacutetica pe-
ro son atrapadas maacutes adentro en los denominados cinturones de radia-
cioacuten de Van Allen (Figura 19) Otras logran lsquocolarsersquo finalmente y llegar
hasta la atmoacutesfera a traveacutes de las cuacutespides en los polos norte y sur inter-
accionando con los gases de las capas superiores La interaccioacuten se
25
puede observar a simple vista y es la que da origen a las auroras (boreal y
austral) fenoacutemeno muy comuacuten en las regiones polares pero que rara vez
se manifiesta cerca de los troacutepicos
Figura 19 Magnetosfera terrestre
Un efecto adicional de esta interaccioacuten electromagneacutetica es que
modifica las corrientes eleacutectricas en la ionosfera regioacuten donde se re-
flejan las ondas de radio De aquiacute que cuando la radiacioacuten es intensa
puede perturbar notablemente las comunicaciones y afectar incluso
los instrumentos electroacutenicos maacutes sensibles
Tormenta magneacutetica La tormenta magneacutetica es una perturbacioacuten transitoria global del cam-
po magneacutetico terrestre Consiste en un descenso bien definido de la
intensidad del campo en todo el planeta no mayor de 05 Dura
entre 12 y 24 horas seguido por una recuperacioacuten gradual que persiste
de 1 a 4 diacuteas La disminucioacuten es causada por un campo magneacutetico
sobrepuesto que se suma al campo terrestre en direccioacuten contraria
reduciendo su valor Se genera en la denominada corriente de anillo
en el cinturoacuten exterior de radiacioacuten que circunvala al planeta cuando
es reforzado por los protones procedentes de alguna erupcioacuten solar
violenta La existencia de esta y otras corrientes alrededor de nuestro
planeta ha sido determinada con gran precisioacuten a partir de las medi-
ciones realizadas por sateacutelites (Figura 110)
Figura 110 La corriente de anillo alrededor de la Tierra
En la actualidad es posible monitorear de forma continua la inten-
sidad del campo magneacutetico terrestre el observatorio Kakioka en Ja-
poacuten publica el registro diario en su sitio WEB (httpwwwkakioka-
jmagojpenindexhtml)
La relacioacuten entre las tormentas magneacuteticas y las manchas solares es
bien conocida desde finales del siglo XIX Cuando son visibles gran-
des manchas solares es mucho maacutes probable que aparezca una gran
tormenta magneacutetica El intenso campo magneacutetico asociado a las man-
chas va unido a fulguraciones y eyecciones de sustancia en la corona
solar Es asiacute como se proyectan nubes de plasma hacia el espacio in-
terplanetario en direcciones bien definidas Si una de esas eyecciones
se orienta hacia la Tierra su frente de onda daraacute origen a una tormenta
magneacutetica
El 13 de marzo de 1989 una tormenta severa hizo colapsar las re-
des eleacutectricas en Queacutebec Canadaacute En cuestioacuten de segundos muchos
circuitos de proteccioacuten se desconectaron Seis millones de personas
quedaron sin energiacutea eleacutectrica durante nueve horas con grandes peacuter-
didas econoacutemicas Esta excepcional tormenta magneacutetica produjo auro-
ras boreales a distancias tan lejanas del polo como es el sur de Texas
Fue el resultado de una gran emisioacuten de masa en la corona solar que
tuvo lugar 4 diacuteas antes
iquestSon dantildeinas las tormentas magneacuteticas La exposicioacuten directa a la
radiacioacuten de partiacuteculas de alta energiacutea como las que componen el
viento solar pueden causar enfermedad por radiacioacuten a personas y
animales El mecanismo es el mismo que el que tiene lugar durante las
explosiones o accidentes nucleares las partiacuteculas atraviesan los tejidos
causando dantildeos microscoacutepicos en las ceacutelulas La radiacioacuten puede afec-
tar los cromosomas causar caacutencer o servir de plataforma para otros
problemas de salud Dosis muy grandes son fatales de inmediato
La atmoacutesfera y la magnetosfera proporcionan un nivel adecuado de
proteccioacuten en la superficie terrestre pero los cosmonautas que se en-
cuentran en oacuterbita estaacuten sujetos a dosis potencialmente letales si son
expuestos a la radiacioacuten proveniente de una erupcioacuten solar Este es
otro de los problemas ineludibles que hay que resolver durante los
vuelos espaciales
Existe mucha especulacioacuten sobre si la lluvia de partiacuteculas que ori-
gina las tormentas magneacuteticas puede o no afectar a las personas en la
superficie terrestre pero casi no hay definiciones hasta el momento
Un reporte del antildeo 2000 publicado en el Astronomical amp Astrophysi-
cal Transactions (Vol 19 1) bajo el tiacutetulo ldquoConfirmacioacuten experimen-
tal del efecto bioefectivo de las tormentas magneacuteticasrdquo asienta sus
resultados en un meacutetodo de diagnoacutestico muy cuestionado y calificado
como no cientiacutefico la electropuntura de Voll (ver capiacutetulo 8) Estu-
dios maacutes recientes fundamentados en mediciones de mayor confiabi-
lidad indican una deacutebil relacioacuten estadiacutestica entre las tormentas magneacute-
ticas y la presioacuten arterial Esos estudios auacuten no han sido reproducidos
por otros investigadores por lo que no se pueden considerar como
definitivos
Magnetismo planetario y solar Los cuatro planetas gigantes (Juacutepiter Saturno Urano y Neptuno) po-
seen campos magneacuteticos mucho maacutes intensos que el terrestre El eje
magneacutetico de Saturno parece estar alineado exactamente con su eje
geograacutefico de rotacioacuten mientras que los de Urano y Neptuno estaacuten
inclinados unos 60ordm a partir del eje geograacutefico Venus por el contrario
no es magneacutetico mientras que el pequentildeo Mercurio solo ligeramente
maacutes grande que nuestra luna sorprendioacute a los cientiacuteficos por estar
magnetizado
Marte y la Luna no poseen campo magneacutetico pero presentan en su
superficie grupos de rocas magnetizadas de forma permanente sugi-
riendo que en alguacuten momento siacute lo tuvieron Los grupos de rocas
magnetizadas en Marte observadas por primera vez en la misioacuten es-
pacial del Mars Global Surveyor son especialmente sorprendentes
debido a que parecen formar bandas similares a las que aparecen en la
cordillera del Atlaacutentico
El campo magneacutetico de Juacutepiter es en particular notable Si los
campos de la Tierra y Juacutepiter fueran representados aproximadamente
por barras magneacuteticas en el centro del planeta la de Juacutepiter seriacutea unas
20 000 veces maacutes intensa El eje magneacutetico de Juacutepiter estaacute ligeramente
desviado del eje de rotacioacuten tal como sucede en la Tierra pero mien-
tras Juacutepiter y la Tierra giran en el mismo sentido la polaridad magneacute-
tica de Juacutepiter se encuentra invertida tiene sentido contrario al de la
Tierra
El Sol posee un campo magneacutetico semejante al de la Tierra pero
su magnetismo se manifiesta adicionalmente de otra manera A prin-
cipios de los antildeos 1600 Galileo Galilei y Christopher Scheiner obser-
varon manchas que se moviacutean en el ecuador solar Tardaban 27 diacuteas
en dar una vuelta completa por lo que dedujeron que el Sol giraba El
periacuteodo se incrementaba a 295 diacuteas en las regiones lejanas al ecuador
indicando que la superficie del Sol no era soacutelida Galileo y Scheiner
supusieron que las manchas eran nubes que flotando sobre la superfi-
cie obstruiacutean parcialmente el paso de luz
Ahora se sabe que las regiones de las manchas no son nubes sino que
estaacuten asociadas a intensos campos magneacuteticos Son maacutes oscuras porque
estaacuten algo maacutes friacuteas unos 2000 ordmC por debajo de la temperatura de los
alrededores Se supone que de alguna manera los intensos campos magneacute-
ticos reducen el flujo local de calor y disminuyen la temperatura en esa
regioacuten pero el proceso mediante el cual ocurre la reduccioacuten auacuten se des-
conoce Los astroacutenomos piensan que las corrientes eleacutectricas que fluyen
en el plasma solar y crean esos campos magneacuteticos toman su energiacutea de la
desigual rotacioacuten del Sol maacutes raacutepida en el ecuador
La intensidad de los campos calculada a partir de diversas mediciones
realizadas en la Tierra y en misiones espaciales con instrumentos muy
especializados resulta ser unas 3000 veces mayor que la del campo mag-
neacutetico terrestre A modo de comparacioacuten el valor de la intensidad de
campo de un imaacuten corriente como el de una bocina de audio puede ser
de 100 a 300 veces la del campo terrestre
Las manchas solares presentan muchos rasgos enigmaacuteticos Su
cantidad aumenta y disminuye siguiendo un ciclo algo irregular que
dura unos 11 antildeos (Figura 111) La mayor parte de las veces las man-
chas aparecen por pares con polaridades magneacuteticas opuestas En la
primera mitad de un ciclo la primera mancha que aparece tiene siem-
pre polaridad norte o (+) y la mancha siguiente polaridad sur (-)
pero en el ciclo posterior las polaridades se invierten
Figura 111 Ciclo de repeticioacuten del nuacutemero de man-
chas solares (Tomado de httpwwwistpgsfc
nasagovstargazeMintrohtm)
El campo magneacutetico global del Sol asociado a sus polos norte y
sur tambieacuten invierte su polaridad cada ciclo unos 3 antildeos despueacutes de
cada miacutenimo de manchas Todo lo anterior indica que este ciclo de 11
antildeos de las manchas solares es un fenoacutemeno esencialmente magneacutetico
Existen varias teoriacuteas para intentar explicar este comportamiento pero
ninguna es definitoria
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Esta teoriacutea trata de explicar el origen de los campos magneacuteticos
presentes en muchos astros mediante un modelo simplificado que
imita la realidad Para ello considera un liacutequido conductor de la elec-
tricidad que se encuentra en rotacioacuten Ademaacutes su temperatura no es
homogeacutenea por lo que existen corrientes de conveccioacuten en su seno
similares a las que aparecen en un liacutequido calentado en una cazuela
Las primeras suposiciones acerca del origen del magnetismo terrestre
se sustentaban por el criterio de que la rotacioacuten de la Tierra era la res-
ponsable de la existencia del campo magneacutetico En primera instancia
la idea parece atractiva pues a las partiacuteculas elementales como los
protones y electrones se les asocia cierta rotacioacuten elemental (el mo-
mento angular orbital y el momento angular de spin) y ademaacutes poseen
propiedades magneacuteticas Asiacute por ejemplo PM Blackett ganador del
premio Nobel de 1948 por su trabajo acerca de los rayos coacutesmicos
sugirioacute alguna vez que quizaacutes cualquier objeto en rotacioacuten deberiacutea
tener un campo magneacutetico asociado Sin embargo todos los experi-
mentos realizados con este fin proporcionaron resultados negativos
Posteriormente el descubrimiento de la inversioacuten de la polaridad del
campo magneacutetico ocurrida muchas veces en los uacuteltimos millones de
antildeos (desde luego sin que el sentido de rotacioacuten de la Tierra variacutee)
contradijo enteramente la suposicioacuten de Blackett
Mediante el estudio de las ondas siacutesmicas que se originan durante
los terremotos se ha llegado a conocer que la Tierra posee un nuacutecleo
liacutequido denso de aproximadamente la mitad de su diaacutemetro constitui-
do esencialmente por hierro fundido A su vez ese nuacutecleo liacutequido
posee un nuacutecleo soacutelido auacuten maacutes pequentildeo (Figura 112)
Se supone que el metal fundido estaacute circulando respecto al nuacutecleo
y atraviesa continuamente el campo magneacutetico existente lo que crea-
riacutea corrientes eleacutectricas en el seno del liacutequido Como las corrientes
eleacutectricas generan campos magneacuteticos (ver capiacutetulo 3) de alguna ma-
nera la rotacioacuten creariacutea un campo magneacutetico autosostenido Es decir
el campo generariacutea corrientes que a su vez dariacutean origen al campo que
a su vez engendrariacutea otras corrientes y asiacute sucesivamente La dificul-
tad esencial radica en que hay que demostrar lo anterior basaacutendose
rigurosamente en las leyes de la fiacutesica lo que nadie ha logrado hasta el
momento
El problema es bastante peliagudo porque entre otras cosas la Tie-
rra gira alrededor de un eje imaginario lo que inmediatamente sugiere
que ese eje deberiacutea funcionar como un eje de simetriacutea Sin embargo
ya en 1931 Thomas G Cowling en Inglaterra demostroacute que ninguna
dinamo autosostenida en el centro de la Tierra podiacutea tener un eje de
simetriacutea Auacuten maacutes para resolver el problema de forma incontroverti-
ble seriacutea tambieacuten necesario obtener informacioacuten sobre las fuentes de
calor en el interior del planeta (informacioacuten que no se posee) o al me-
nos hacer suposiciones razonables que conduzcan a una solucioacuten
aceptable 31
Figura 112 El centro de la Tierra Tomado de
httpistpgsfcnasagovearthmagMdynamo2htm
Las fuentes de calor generan movimientos de conveccioacuten en el nuacutecleo
que tambieacuten tendriacutean que formar parte de la solucioacuten del problema
Pero no solo se desconoce doacutende estaacuten las fuentes maacutes intensas de
calor adicionalmente cualquier movimiento de conveccioacuten causado
por el calor estaraacute muy modificado por la rotacioacuten de la Tierra El
efecto seriacutea similar a coacutemo se modifica el movimiento de las masas de
aire en la atmoacutesfera haciendo que huracanes y tormentas se arremoli-
nen en su forma caracteriacutestica
Los intentos teoacutericos realizados hasta el momento solo proporcionan
aproximaciones que no se ajustan a la realidad Los modelos numeacuteri-
cos maacutes recientes buscan soluciones computadorizadas basadas en las
ecuaciones de la magnetohidrodinaacutemica pero para llegar a una solu-
cioacuten vaacutelida se deben resolver sistemas de ecuaciones muy complejos
cuyos paraacutemetros incluso no estaacuten bien determinados Se puede obte-
ner informacioacuten adicional en Demorest Paul Dynamo Theory and
Earths Magnetic Field 21 May 2001
(httpsetiathomeberkeleyedu~pauldetc210BPaperpdf) y tambien
en Fitzpatrick Richard MHD Dynamo Theory 18 May 2002
(httpfarsidephutexaseduteachingplasmalecturesnode69html)
CAPIacuteTULO 2
CAMPO MAGNEacuteTICO
Magnetismo microscoacutepico
Cualquier cuerpo estaacute formado por los pequentildeiacutesimos aacutetomos y estos a
su vez estaacuten constituidos por partiacuteculas mucho maacutes pequentildeas princi-
palmente protones neutrones y electrones aunque no son las uacutenicas
Protones y neutrones se concentran en un nuacutecleo diminuto 10 000 ve-
ces menor que la envoltura donde se encuentran los electrones en mo-
vimiento formando una especie de nube poco definida (figura 21) El
electroacuten es auacuten mucho maacutes pequentildeo tanto que resulta difiacutecil precisar
con exactitud cuaacutento maacutes
Figura 21 A Esquema aproximado de un aacutetomo B Re-
presentacioacuten imaginaria utilizada en algunos caacutelculos y
aproximaciones (modelo planetario)
Aacutetomo significa indivisible en griego La palabra se sigue usando
aunque en realidad los aacutetomos dejaron de ser indivisibles hace mucho
Son muy pequentildeos el aacutetomo maacutes ligero el de hidroacutegeno tiene un diaacute-
metro de aproximadamente 10-10 m (00000000001 m o una diezmillo-
neacutesima de miliacutemetro) Una sola gota de agua contiene maacutes de mil trillo-
nes de aacutetomos Un milloacuten de billones Se expresa por la unidad seguida
de 18 ceros o 1018 En las uacuteltimas deacutecadas la tecnologiacutea moderna ha
permitido fotografiar los aacutetomos e incluso manipularlos uno a uno
(figura 22)
Figura 22 Imaacutegenes de aacutetomos individuales obtenidas me-
diante diversos microscopios de uacuteltima generacioacuten A Aacuteto-
mos ordenados en la superficie de un soacutelido obtenida con un
microscopio electroacutenico de alta resolucioacuten B Aacutetomos indi-
viduales de xenoacuten sobre una superficie de niacutequel ordenados
utilizando un microscopio tuacutenel de barrido para formar las
letras IBM (International Businnes Machines)
Los aacutetomos tienen masa Todos los cuerpos son atraiacutedos hacia la
Tierra y al ser colocados en una balanza tienen peso Cuando los cuer-
pos estaacuten en reposo el peso se expresa por la conocida relacioacuten P =
mg donde m es la suma de las masas de los aacutetomos que lo conforman y
g la aceleracioacuten de la gravedad Los cuerpos tambieacuten poseen propieda-
des eleacutectricas los neutrones en el aacutetomo no tienen carga pero los pro-
tones tienen carga positiva y los electrones negativa En condiciones
normales los cuerpos son eleacutectricamente neutros pues sus aacutetomos po-
seen igual cantidad de protones y electrones Pero si por alguna razoacuten
un cuerpo adquiere electrones en exceso se cargaraacute negativamente Por
el contrario si tiene un defecto de electrones entonces predominaraacute la
carga positiva de los protones y el cuerpo tendraacute una carga positiva La
experiencia nos dice que los cuerpos cargados que poseen igual carga
se repelen y los de carga diferente se atraen
Finalmente ademaacutes de poseer extensioacuten masa y propiedades eleacutec-
tricas las sustancias tambieacuten poseen propiedades magneacuteticas Cada
electroacuten atesora un magnetismo intriacutenseco o momento magneacutetico cuyo
valor se representa por el momento magneacutetico de spin (μs) y se com-
porta como un imaacuten en miniatura Protones y neutrones tambieacuten poseen
un magnetismo intriacutenseco pero menos intenso que el de los electrones
Cuando los electrones pasan a formar parte de un aacutetomo especiacutefico
pueden o no comunicarle propiedades magneacuteticas en dependencia de su
cantidad y su pareamiento La razoacuten es que tienden a ubicarse en la
envoltura atoacutemica por pares con la polaridad opuesta anulando mu-
tuamente su magnetismo de la misma forma que dos imanes largos y
estrechos tienden a cancelarlo al pegarse por sus polos opuestos Si
todos los electrones estaacuten pareados el magnetismo total se cancelaraacute
Una contribucioacuten adicional de los electrones al magnetismo atoacutemico
resulta del momento magneacutetico orbital (μL) originado por la interac-
cioacuten de los electrones con el nuacutecleo atoacutemico (figura 23) El momento
magneacutetico atoacutemico (a) recoge las contribuciones de los momentos
magneacuteticos orbitales y de spin de todos los electrones del aacutetomo
Figura 23 Representacioacuten claacutesica del
momento magneacutetico de spin μs y el
momento magneacutetico orbital μL asocia-
dos a un electroacuten
Cuando la suma de las contribuciones de todos los electrones se anu-
la se obtiene un aacutetomo diamagneacutetico (μa = 0) que esencialmente no
posee propiedades magneacuteticas intriacutensecas aunque puede ser repelido
deacutebilmente por un campo magneacutetico externo como se veraacute en la sec-
cioacuten siguiente Las sustancias formadas por aacutetomos de este tipo son
sustancias o materiales diamagneacuteticos
En los aacutetomos paramagneacuteticos la suma de contribuciones produce un
momento magneacutetico no nulo (μa ne 0) y cada aacutetomo se comporta como
un imaacuten microscoacutepico Cuando esos aacutetomos se unen dan origen a los
materiales paramagneacuteticos
35
En adicioacuten existen aacutetomos paramagneacuteticos un tanto especiales que
se organizan de forma espontaacutenea para formar soacutelidos con propiedades
magneacuteticas mucho maacutes intensas que los paramagneacuteticos convenciona-
les estos soacutelidos se denominan ferromagneacuteticos y se describen en las
secciones siguientes
Diamagnetismo
Son diamagneacuteticos algunos metales como el cobre y el bismuto los
gases inertes como el helio el argoacuten y el neoacuten el hidroacutegeno molecular
la sal de mesa el agua y muchos otros compuestos orgaacutenicos e inorgaacute-
nicos Sin embargo a pesar de que el momento magneacutetico de los aacuteto-
mos de las sustancias diamagneacuteticas es nulo estas sustancias son capa-
ces de interaccionar con los campos magneacuteticos externos por la razoacuten
siguiente
Cuando un campo magneacutetico externo actuacutea sobre un material dia-
magneacutetico en los aacutetomos que lo componen aparecen dipolos magneacuteti-
cos inducidos similares a pequentildeos imanes pero de sentido contrario al
del campo externo aplicado Surgen fuerzas de repulsioacuten muy deacutebiles y
la sustancia diamagneacutetica es repelida hacia la regioacuten donde el campo
magneacutetico es menos intenso Esta propiedad es independiente de si el
campo externo tiene polaridad norte o polaridad sur
La interaccioacuten diamagneacutetica es muy pequentildea Solo es detectable
cuando se aplican campos magneacuteticos muy intensos y no es necesario
tomarla en cuenta en aplicaciones de intereacutes praacutectico cuando hay pre-
sentes efectos magneacuteticos adicionales como los paramagneacuteticos o fe-
rromagneacuteticos
Paramagnetismo
Son paramagneacuteticos algunos gases como el nitroacutegeno y oxiacutegeno mole-
culares metales como el aluminio el wolframio y el platino y muchas
sales y otros compuestos Al acercarse una sustancia paramagneacutetica a
un campo magneacutetico cada aacutetomo interacciona por separado con el
campo y su momento magneacutetico tiende a orientarse en la direccioacuten del
campo externo o se orienta realmente si la sustancia es un gas o un
liacutequido poco viscoso Conjuntamente surgen fuerzas de atraccioacuten tal y
como ocurre con los polos opuestos de dos imanes convencionales y la
sustancia es atraiacuteda deacutebilmente como un todo hacia la regioacuten donde el
campo es maacutes intenso (hacia donde estaacuten maacutes unidas las liacuteneas de in-
duccioacuten magneacutetica)
En la figura 24 una barra imantada ilustra lo dicho anteriormente
Las liacuteneas de induccioacuten salen de un extremo y se curvan para llegar al
otro formando rizos o bucles cerrados con una parte dentro del imaacuten y
la otra fuera El campo magneacutetico es maacutes intenso en los extremos de la
barra donde las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica estaacuten maacutes unidas en los
costados donde estaacuten separadas el campo magneacutetico es maacutes deacutebil
Figura 24 Las sustancias paramagneacuteticas son atraiacutedas
hacia donde el campo es maacutes intenso (liacuteneas de induccioacuten
magneacutetica maacutes unidas) Las diamagneacuteticas son repelidas
Este comportamiento no depende de si el polo es norte o
sur
Magnetismo macroscoacutepico No es posible separar los polos magneacuteticos Cualquier intento de dividir
un imaacuten permanente da origen a otros imanes con sus correspondientes
polos positivo y negativo aunque la divisioacuten se repita hasta alcanzar un
tamantildeo microscoacutepico y llegar al nivel atoacutemico (figura 25) Significa
que no existe una carga o monopolo magneacutetico anaacutelogo a la carga eleacutec-
trica que seraacute analizada en el capiacutetulo siguiente
La intensidad del campo magneacutetico en el vaciacuteo se designa usual-
mente por H o por la induccioacuten magneacutetica B Cuando se designa por
37
H su magnitud en el Sistema Internacional de Unidades se mide en
amperemetro (Am) Cuando se designa por B se mide en tesla (T) En
otros sistemas de unidades ya en desuso se utilizaban el Oersted (Oe)
y el Gauss (G) con ese fin Maacutes detalles sobre el Sistema Internacional
de Unidades aparecen en el apeacutendice al final del capiacutetulo
Figura 25 Dipolo magneacutetico
En el vaciacuteo B y H se relacionan por la expresioacuten B = oH donde o
es una constante denominada permeabilidad del vaciacuteo En cualquier
otro medio B y H se relacionan seguacuten B = o(H + M) donde H es el
campo externo al medio y M la magnetizacioacuten originada por la contri-
bucioacuten de los momentos magneacuteticos internos de la sustancia en cues-
tioacuten
Otros paraacutemetros magneacuteticos son la permeabilidad relativa r y la
susceptibilidad magneacutetica m relacionada con r por la expresioacuten m =
r ndash1 Para los paramagneacuteticos m es positiva mientras que para los
diamagneacuteticos es negativa En la tabla 21 aparecen los valores de algu-
nas sustancias Los valores negativos indican que tanto el cobre como
el agua son diamagneacuteticos
TABLA 21
Susceptibilidad magneacutetica de algunas sustancias
Sustancia m (adimensional)
Cobre - 098 x 10-5
Magnesio 12 x 10-5
Oxiacutegeno (1 atm) 1935 x 10-8
Agua - 056 x 10-6
38
Las ceacutelulas y los tejidos no obstruyen apreciablemente el paso del
campo magneacutetico De ahiacute que cuando se aplica uno de estos campos a
una planta animal o persona aunque sea de muy baja intensidad siem-
pre podraacute interactuar en mayor o menor grado con todas las moleacuteculas
aacutetomos e iones del sujeto en cuestioacuten La interaccioacuten seraacute mucho menos
importante con los aacutetomos e iones diamagneacuteticos que con los paramag-
neacuteticos y por regla general esta uacuteltima es la interaccioacuten que se debe
considerar junto a la ferromagneacutetica Las cargas en movimiento dentro
del organismo que crean corrientes eleacutectricas de intensidad detectable
tambieacuten pueden interaccionar con los campos magneacuteticos Si los cam-
pos magneacuteticos son muy intensos su interaccioacuten con las ceacutelulas y los
tejidos puede causar perjuicios en el organismo como se veraacute maacutes ade-
lante
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Mediante la magnetizacioacuten y desmagnetizacioacuten sucesiva de sustancias
paramagneacuteticas se han obtenido las temperaturas maacutes lsquofriacuteasrsquo posibles
Desarrollado por primera vez en 1937 por el quiacutemico William Giauque
el meacutetodo utiliza un campo externo para alinear los momentos magneacuteti-
cos de los aacutetomos de la sustancia utilizada para enfriar usualmente una
sal paramagneacutetica en disolucioacuten La disolucioacuten se sumerge en un bantildeo
de helio liacutequido (- 2689 degC) que la enfriacutea y a la vez sirve de conduc-
tor del calor
La sal logra enfriarse conjuntamente con sus alrededores porque pa-
ra lograr alinearse cuando se aplica un campo externo los momentos
magneacuteticos de los aacutetomos que la componen necesitan ceder calor El
helio liacutequido traslada ese calor al exterior Cuando se eliminan a la vez
la conduccioacuten del calor (aislando el sistema) y el campo magneacutetico
externo los momentos magneacuteticos adoptan nuevamente una orientacioacuten
desordenada absorben calor y reducen la temperatura de la sal y sus
alrededores El proceso se repite ciacuteclicamente para lograr la mayor dis-
minucioacuten posible de la temperatura
Con este proceso se han alcanzado temperaturas muy cercanas al ce-
ro de la escala absoluta de Kelvin (hasta 0002 K) La temperatura del
hielo fundente (cero grados de la escala Celsius) equivale a 27315 K
El cero de la escala Kelvin se conoce como cero absoluto
De seguro el lector ya se habraacute preguntado iquestpor queacute algunas sustan-
cias tienen un magnetismo mucho maacutes fuerte que las demaacutes iquestPor queacute
algunas se magnetizan permanentemente formando imanes y otras no
La respuesta estaacute en que como se dijo antes dentro de las sustancias
formadas por aacutetomos paramagneacuteticos existe un grupo especial que tiene
propiedades magneacuteticas muy acentuadas las sustancias ferromagneacuteti-
cas
Ferromagnetismo
Ciertos soacutelidos metaacutelicos como el hierro el niacutequel el cobalto y muchas
de sus aleaciones son ferromagneacuteticos Estos materiales son atraiacutedos
fuertemente por el imaacuten con una intensidad miles de veces mayor que
los materiales paramagneacuteticos Algunos de ellos tienen la propiedad de
que pueden ser magnetizados permanentemente mediante un proceso
conocido por magnetizacioacuten teacutecnica que consiste en someter el mate-
rial a la accioacuten de un campo magneacutetico externo de gran intensidad
generado por un electroimaacuten (ver figura 211)
En adicioacuten a los metales y aleaciones tambieacuten existen oacutexidos y ce-
raacutemicas que poseen propiedades magneacuteticas notables La magnetita
Fe3O4 es una de estas sustancias asiacute como otros oacutexidos sinteacuteticos de
parecida estructura cristalina donde parte de los aacutetomos de hierro se
sustituyen con manganeso niacutequel cobalto zinc litio o sus mezclas
Los oacutexidos poseen un magnetismo un tanto diferente al anterior desde
el punto de vista microscoacutepico y se les llama ferrimagneacuteticos aunque
no existen diferencias esenciales en su comportamiento macroscoacutepico
La mayor diferencia es que los metales y aleaciones son buenos con-
ductores de la electricidad pero los ferrimagneacuteticos la conducen muy
mal son aislantes de la corriente eleacutectrica Sus propiedades magneacuteticas
aunque intensas no llegan a ser tan notables como en los ferromagneacuteti-
cos pero por otra parte su alta resistividad las hace insustituibles en
muchas aplicaciones Por ejemplo en dispositivos para radio y televi-
sioacuten donde los metales ferromagneacuteticos dan origen a grandes peacuterdidas
de energiacutea por disipacioacuten de calor
La intensa actividad magneacutetica de los materiales ferro y ferrimagneacute-
ticos se debe a que los aacutetomos de estas sustancias interaccionan espon-
taacuteneamente unos con otros Esa interaccioacuten hace que sus momentos
magneacuteticos se ordenen en conglomerados de tamantildeo microscoacutepico
llamados dominios magneacuteticos Todos los momentos magneacuteticos atoacute-
micos dentro de un determinado dominio apuntan en la misma
40
direccioacuten por lo que cada dominio se comporta como un dipolo magneacute-
tico de intensidad miles de veces mayor que la de un solo momento
magneacutetico de valor a
Es posible caracterizar el efecto magneacutetico mediante la magnetiza-
cioacuten M nuacutemero de momentos magneacuteticos atoacutemicos por unidad de vo-
lumen en el material considerado Si se utiliza el siacutembolo para indicar
la suma de todos los momentos magneacuteticos atoacutemicos a
en un volumen
V determinado entonces a
V
M La pequentildea flecha sobre μa indica
que al sumar hay que tomar en cuenta las diferentes direcciones hacia
donde estaacuten orientados los momentos magneacuteticos (son magnitudes vec-
toriales a diferencia de las escalares como la masa o la temperatura
que simplemente se suman) En el Sistema Internacional de Unidades
M se mide en las mismas unidades de H amperemetro (Am)
Dentro de cada dominio donde todos los momentos magneacuteticos
atoacutemicos estaacuten orientados en la misma direccioacuten M tiene el mayor
valor posible que puede alcanzar M = Ms (magnetizacioacuten de satura-
cioacuten) Sin embargo no todos los dominios magneacuteticos del material
estaacuten orientados en la misma direccioacuten A causa de la agitacioacuten teacutermica
siempre presente cada dominio estaraacute orientado en una direccioacuten dife-
rente a la de los restantes (figura 26) Si se considera el volumen de
todo el material y se suman los momentos magneacuteticos de todos los do-
minios microscoacutepicos aquellos orientados en sentido contrario se can-
celaraacuten El efecto que se obtiene al nivel macroscoacutepico es el de un ma-
terial sin magnetizacioacuten (M = 0)
En resumen en un material ferromagneacutetico no magnetizado previa-
mente dentro de cada dominio microscoacutepico la magnetizacioacuten tiene un
valor Ms pero en el promedio macroscoacutepico para todo el material M =
0
Para orientar todos los dominios en una misma direccioacuten es necesa-
rio aplicar un campo externo H asiacute es posible lograr que las fronteras
entre los dominios (las paredes de dominio) se desplacen de sus posi-
ciones de equilibrio Mediante ese mecanismo los dominios orientados
en la direccioacuten favorable paralela a H aumentan de tamantildeo a costa de
los dominios vecinos Aparece entonces una magnetizacioacuten macroscoacute-
pica resultante M ne 0 en la direccioacuten del campo aplicado y una fuerza F
de atraccioacuten notable sobre el material dirigida hacia el origen del cam-
po externo (figura 26) Si H es bastante intenso llega un momento en
que todos los momentos magneacuteticos apuntan en la misma direccioacuten y el
material queda totalmente magnetizado (o saturado) en lo macroscoacutepi-
co
Figura 26 Aplicacioacuten de un campo externo H sobre un
material ferromagneacutetico Aparece una fuerza F de
atraccioacuten hacia el origen del campo Si hay condiciones
adecuadas al retirar el campo externo el material queda
magnetizado en forma permanente
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Seguacuten su comportamiento en presencia del campo externo H los mate-
riales ferro y ferrimagneacuteticos tanto metaacutelicos como ceraacutemicos se divi-
den en duros y blandos En los materiales lsquodurosrsquo es necesario aplicar
un campo intenso para magnetizar el material Estos materiales se usan
para construir imanes artificiales pues son capaces de retener una parte
importante de la magnetizacioacuten despueacutes de que se retira el campo apli-
cado En los materiales lsquoblandosrsquo el campo necesario para magnetizar
el material es muy pequentildeo De aquiacute que estos materiales se utilicen
para fabricar dispositivos eleacutectricos y electroacutenicos que van a ser some-
tidos a un reacutegimen de campo variable (transformadores inductores y
nuacutecleos de electroimanes) donde la retencioacuten de la magnetizacioacuten o
remanencia es indeseable
Tanto los materiales duros como los blandos presentan el fenoacutemeno
de histeacuteresis que consiste en el retraso de la magnetizacioacuten M respecto
al campo aplicado H Si se grafican los diferentes valores que M va
tomando cuando H primero aumenta y despueacutes disminuye hasta inver-
tir su sentido se obtiene una curva cerrada caracteriacutestica llamada lazo
de histeacuteresis (figura 27) En vez de la magnetizacioacuten M tambieacuten es
usual emplear la induccioacuten magneacutetica B = μo (H + M) para caracterizar
el lazo En la figura 27 un valor negativo de H indica que se invirtioacute su
sentido Para H = 0 la magnetizacioacuten no se anula sino que toma el va-
lor Mr = Bro (magnetizacioacuten remanente) Para lograr anular la magne-
tizacioacuten del material es necesario aplicar un campo contrario de inten-
sidad Hc denominado fuerza coercitiva
El aacuterea encerrada por el lazo de histeacuteresis es proporcional a la ener-
giacutea que hay que gastar para magnetizar el material En un nuacutecleo some-
tido a una corriente alterna de alta frecuencia como ocurre en los cir-
cuitos de radio y TV el campo magneacutetico se invierte continuamente
miles o millones de veces por segundo si el aacuterea del lazo no es muy
pequentildea las peacuterdidas de energiacutea seraacuten prohibitivas Por el contrario un
material disentildeado para aplicarse como imaacuten permanente usualmente
requiere de un lazo de histeacuteresis con la mayor aacuterea posible pues una
cifra de meacuterito para esta aplicacioacuten es el maacuteximo valor del producto BH
en el cuadrante superior izquierdo del lazo de histeacuteresis (fig 27)
El producto (BH)maacutex mide la energiacutea magneacutetica almacenada en el
imaacuten a mayor energiacutea mayor poder de atraccioacuten para un mismo volu-
men de material magneacutetico Un gran (BH)maacutex requiere a su vez grandes
valores de Mr y Hc Mientras mayores sean Mr y Hc tambieacuten lo seraacute el
aacuterea encerrada por el lazo
En la tabla 22 aparece la permeabilidad de algunas aleaciones y
compuestos ceraacutemicos ferro y ferrimagneacuteticos blandos Los valores son
miles de veces superiores a los de las sustancias paramagneacuteticas En la
tabla 23 se muestran algunos valores tiacutepicos de la fuerza coercitiva Hc
en kiloamperemetro (kAm) y la remanencia Mr en tesla (T) pertene-
cientes a aleaciones y compuestos utilizados en la fabricacioacuten de ima-
nes permanentes Tambieacuten aparece el producto (BH)maacutex en
43
kilojoulemetro cuacutebico (kJm3) 1 kJ = 103 J Las propiedades de las
diferentes aleaciones que se muestran en las tablas pueden variar nota-
blemente de uno a otro fabricante
Figura 27 Lazo de histeacuteresis induccioacuten magneacutetica B en
funcioacuten de la intensidad de campo aplicada H Br es la
induccioacuten remanente y Hc la fuerza coercitiva La curva
punteada es la curva virgen de magnetizacioacuten o curva de
induccioacuten normal soacutelo se obtiene cuando el material se
magnetiza por primera vez
TABLA 22 Propiedades magneacuteticas de materiales blandos
Material maacutexima
Ferrita de Ni 2 500
Fe 5 500
Fe 96 ndash Si 4 8 000
Ferrita de Mn 10 000
Fe 55 ndash Ni 45 50 000
44
Tabla 23 Propiedades de histeacuteresis de algunos materiales para
imanes permanentes
Material Hc(kAm) Mr(T) (BH)maacutex (kJm3)
Ferrita de estroncio 100-300 02-04 10-40
Alnico 275 06-14 10-88
SmCo5 600-2000 08-11 120-200
Nd2Fe14B 750-2000 10-14 200-440
Temperatura de Curie
Cuando los materiales ferro y ferrimagneacuteticos se calientan y su tempe-
ratura aumenta Ms disminuye a causa de la agitacioacuten teacutermica y las pro-
piedades magneacuteticas se reducen Por encima de cierta temperatura co-
nocida como temperatura o punto de Curie la estructura de dominios
desaparece y Ms se hace igual a cero Esta temperatura caracteriacutestica
de cada material se llama asiacute en honor del fiacutesico franceacutes Pierre Curie
que descubrioacute el fenoacutemeno en 1895 El punto de Curie del hierro metaacute-
lico es de unos 770 C En los ferrimagneacuteticos esta temperatura se de-
nomina temperatura de Neacuteel por el trabajo destacado de Louis Eugegravene
Neacuteel sobre las propiedades magneacuteticas de los soacutelidos
Si el material se enfriacutea nuevamente tras alcanzar la temperatura de
Curie recupera espontaacuteneamente la estructura microscoacutepica de domi-
nios pero queda totalmente desmagnetizado en lo macroscoacutepico Para
que recupere las propiedades magneacuteticas anteriores es necesario volver
a aplicar el proceso de magnetizacioacuten teacutecnica
Magnetismo en los organismos vivos
Existen microorganismos y animales superiores que han lsquoaprendidorsquo a
utilizar el magnetismo terrestre a su conveniencia Algunos prefieren
llamar al estudio de estos temas magnetobiologiacutea otros los denominan
45
biomagnetismo Se ha encontrado magnetita formando parte del orga-
nismo de diversos animales bacterias anguilas palomas y delfines
entre otros Se presume que estos animales utilizan el campo magneacutetico
de la tierra como una especie de bruacutejula interna que les sirve de orienta-
cioacuten para desplazarse en su medio ambiente aunque esto auacuten no ha sido
comprobado en la mayoriacutea de los casos
Un organismo donde se ha comprobado sin lugar a dudas la capaci-
dad de orientarse en la direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
es el Aquaspirillum magnetotacticum o bacteria magnetotaacutectica descu-
bierta en 1975 por Richard P Blakemore Este investigador encontroacute
que algunas de las bacterias que eacutel observaba al microscopio siempre se
moviacutean hacia el mismo lado del portamuestras cuando acercaba un
imaacuten y comproboacute que invariablemente se dirigiacutean hacia el polo norte
Las bacterias muertas tambieacuten se alineaban paralelas a las liacuteneas de
induccioacuten del campo magneacutetico pero desde luego no se trasladaban al
igual que las vivas
Estas bacterias son capaces de orientarse y viajar a lo largo de las liacute-
neas de induccioacuten porque producen pequentildeas partiacuteculas o magnetoso-
mas compuestos esencialmente de magnetita cada partiacutecula es un pe-
quentildeo imaacuten permanente con sus polos norte y sur Las bacterias se las
arreglan para ordenar estos pequentildeos imanes en una liacutenea y asiacute cons-
truir un imaacuten mucho maacutes largo y potente Utilizan ese imaacuten compuesto
para alinearse a lo largo de las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacuteti-
co de la tierra
En la figura 28 se muestra una bacteria magnetotaacutectica con las hile-
ras de magnetosomas en su interior La seccioacuten ampliada muestra una
de las hileras Las manchas difusas inferiores de mucho mayor tamantildeo
son graacutenulos de azufre
Figura 28 Bacterias magnetotaacutecticas y magnetosomas
Tomado de Magnetite in Freshwater Magnetic Bacteria
Science 203 1355-1357 (1979)
46
iquestPara queacute necesitan una bruacutejula estos microorganismos Estas bac-
terias prefieren vivir lejos de las aacutereas oxigenadas en regiones donde
hay poco o ninguacuten oxiacutegeno son anaeroacutebicas En un medio acuoso el
nivel de oxiacutegeno decrece a medida que se avanza en profundidad y las
bacterias magnetotaacutecticas utilizan sus bruacutejulas internas para conocer
doacutende se encuentra lo maacutes profundo
Las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica son paralelas a la superficie de la
tierra solo en el ecuador en la medida que nos alejamos de alliacute las
liacuteneas de induccioacuten se inclinan hacia la tierra hasta llegar a ser perpen-
diculares en los polos En el hemisferio sur salen de la tierra formando
un aacutengulo y en el hemisferio norte entran en la tierra de manera que
las bacterias que viven en el hemisferio norte al orientarse hacia el
norte van efectivamente hacia lo maacutes profundo Y como era de espe-
rar se comproboacute que las bacterias del hemisferio sur en vez de seguir
el norte se orientan al sur En el ecuador se encuentra una mezcla de
bacterias tipo lsquonortersquo y tipo lsquosurrsquo En experimentos realizados en el
laboratorio la inversioacuten artificial de los campos norte y sur llevoacute a una
inversioacuten de la polaridad de las bacterias en un teacutermino de 8 semanas
Otros ejemplos
Se ha descubierto que las abejas poseen material magneacutetico en la parte
anterior del abdomen el magnetismo parece desarrollarse en el estado
de crisaacutelida y persiste luego en los adultos Tambieacuten existe material
magneacutetico en la anguila particularmente en los huesos del craacuteneo de la
columna vertebral y la faja pectoral En la cabeza y el cuello de las
palomas mensajeras se ha encontrado material ferromagneacutetico en es-
tructuras visibles a simple vista (05 - 2 mm) entre la membrana que
cubre el sistema nervioso central (duramadre) y el craacuteneo Cuando el
material se observa al microscopio electroacutenico aparece una sustancia
opaca de aproximadamente 01 microacutemetros de espesor constituida por
cristales negros de magnetita Tambieacuten se ha encontrado magnetita en
mamiacuteferos especialmente en el delfiacuten comuacuten del Paciacutefico (Delphinus
delphis) aunque esta sustancia magneacutetica se ha localizado en muchas
partes de la cabeza la regioacuten de mayor concentracioacuten se encuentra unos
2 cm detraacutes de la cresta formada por la sutura de las partes occipitales
parietales y frontales en la parte izquierda de la hoz cerebral entre el
craacuteneo y la duramadre
47
Los tiburones poseen un complejo sistema de deteccioacuten electromag-
neacutetico disperso en su cabeza (aacutempulas electrorreceptoras de Lorenzini)
Las aacutempulas estaacuten unidas por canales conductores gelatinosos Cuando
el tiburoacuten avanza con una cierta velocidad va atravesando las compo-
nentes horizontales del campo magneacutetico terrestre Esto crea una dife-
rencia de potencial eleacutectrico en las aacutempulas Como la piel del tiburoacuten
tiene una resistividad muy alta no aparece una diferencia de potencial
detectable entre la superficie ventral y dorsal del animal Sin embargo
la alta conductividad de los canales siacute ocasiona una diferencia de poten-
cial notable en las aacutempulas (A Kalmijn IEEE Trans Magn 17 1113
1981) El umbral de deteccioacuten del campo eleacutectrico por las aacutempulas se
considera cercano a los 2 μVm (iexcleste es el valor del campo que se ob-
tendriacutea con una bateriacutea corriente si los bornes estuvieran separados a
750 km) Una sensibilidad tan extraordinaria sugiere que la magneto-
rrecepcioacuten mediante la induccioacuten magneacutetica es perfectamente posible
Es decir el tiburoacuten utilizariacutea la deteccioacuten del voltaje inducido para de-
terminar su posicioacuten relativa a las liacuteneas de induccioacuten del campo mag-
neacutetico terrestre
Cada antildeo miles de ballenas y delfines quedan varados vivos o
muertos en las playas de todo el mundo Lo mismo puede encallar un
solo animal que toda una manada Algunos de estos animales son viejos
y enfermos pero tambieacuten hay muchos joacutevenes y fuertes A pesar de que
los encallamientos ocurren con frecuencia no siempre se ha podido
encontrar una explicacioacuten razonable de este comportamiento Algunos
de estos sucesos son faacuteciles de explicar los animales mueren en el mar
y las corrientes los llevan hasta la playa Pero cuando los animales que
quedan varados estaacuten vivos es mucho maacutes difiacutecil encontrar una explica-
cioacuten Una de las muchas teoriacuteas que existen es que el encallamiento
ocurre donde las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico terrestre
cruzan la liacutenea de la costa razoacuten por la cual los animales pierden su
orientacioacuten
Se han llevado a cabo gran cantidad de experimentos para verificar
el sentido de orientacioacuten magneacutetica de muchos animales sometieacutendolos
a la accioacuten de campos magneacuteticos y estudiando su comportamiento bajo
diferentes condiciones los experimentos preferidos son con palomas
mensajeras aunque tambieacuten se experimenta con insectos peces hellip y
hasta con personas Algunos experimentos proporcionan evidencia a
favor de un sistema de orientacioacuten fundamentado en el campo magneacuteti-
co de la tierra otros no
Figura 29 Orientacioacuten magneacutetica Posible explicacioacuten
del por queacute tantas ballenas y delfines quedan embarran-
cados en las playas (ver texto)
No obstante a pesar de los muacuteltiples experimentos auacuten no se ha po-
dido idear un posible mecanismo que explique coacutemo se logra la orien-
tacioacuten En las bacterias magnetotaacutecticas el mecanismo de orientacioacuten es
muy simple funciona incluso con la bacteria muerta En un organismo
maacutes complejo debiera existir alguna conexioacuten de la sustancia magneacutetica
con el sistema nervioso para poder explicar la conducta de orientacioacuten
observada pero tal conexioacuten auacuten no se ha encontrado Como conse-
cuencia aunque no es difiacutecil encontrar escritos que dan por sentado que
muchas aves se guiacutean en sus migraciones por una combinacioacuten visual y
magneacutetica muchos biofiacutesicos no creen que la sensibilidad al campo
magneacutetico de los animales superiores esteacute comprobada y el tema se
encuentra auacuten abierto a la investigacioacuten
Magnetizacioacuten teacutecnica Hasta 1821 solo se conociacutea el campo magneacutetico asociado a los imanes
permanentes En ese antildeo el cientiacutefico daneacutes Hans Christian Oersted
mientras mostraba a sus amigos el flujo de una corriente eleacutectrica en un
alambre notoacute que el paso de la corriente haciacutea que la aguja de una bruacute-
jula cercana se moviera El nuevo fenoacutemeno fue estudiado en detalle
con posterioridad por Andreacute-Marie Ampegravere quien fue el primero en
demostrar que dos alambres conductores paralelos por los que circula
una corriente continua en el mismo sentido se atraen a causa del campo
magneacutetico asociado a la corriente Si los sentidos de la corriente son
opuestos los alambres se repelen
La direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas al
alambre con corriente cumple la regla de la mano derecha si se orienta
el pulgar en el sentido de la corriente los restantes dedos de la mano
indican el sentido de giro de las liacuteneas de induccioacuten alrededor del alam-
bre (figura 210)
Figura 210 Experimento de Oersted La bruacutejula tiende a orientarse parale-
la a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas a la corriente Las liacuteneas
de induccioacuten forman circunferencias conceacutentricas alrededor del alambre en
toda su longitud
Un enrollado de alambre conductor con muchas vueltas en paralelo
actuacutea como un electroimaacuten cuando se le hace pasar una corriente eleacutec-
trica Sus propiedades magneacuteticas son ideacutenticas a las de un imaacuten per-
manente (figura 211) El clavo de hierro en la figura actuacutea como un
nuacutecleo ferromagneacutetico que refuerza notablemente las propiedades del
electroimaacuten por la contribucioacuten de la magnetizacioacuten M del material
Mediante los electroimanes es posible generar campos magneacuteticos
de gran intensidad Aplicando esos campos a una sustancia ferromagneacute-
tica ldquodurardquo es posible fabricar imanes permanentes artificiales
La tecnologiacutea de construccioacuten de los imanes artificiales ya tiene maacutes
de 100 antildeos y ha posibilitado obtener imanes cada vez maacutes pequentildeos
con campos magneacuteticos cada vez maacutes intensos Los imanes sinteacuteticos
actuales poseen muchiacutesima maacutes energiacutea y poder de atraccioacuten que la
magnetita natural (figura 212)
Figura 211 A Electroimaacuten de construccioacuten casera con un
nuacutecleo de hierro (clavo) B Electroimaacuten industrial de gran
potencia
Figura 212 Efectos sorprendentes obtenidos con superimanes sinteacuteticos mo-
dernos de neodimio-hierro-boro
Grabacioacuten magneacutetica La singular propiedad que poseen los materiales duros de conservar la
magnetizacioacuten permite utilizarlos como elementos de memoria o alma-
cenamiento de datos El primer instrumento de registro y lectura mag-
neacutetica el telegraacutefono fue inventado en 1898 por el ingeniero daneacutes
Valdemar Poulsen Como sistema grabador utilizaba una cinta de acero
y un pequentildeo electroimaacuten o cabezal en forma de herradura Mediante
un circuito eleacutectrico lograba convertir las sentildeales sonoras en impulsos
magneacuteticos Los impulsos orientaban en forma codificada los dominios
magneacuteticos de la cinta mientras se deslizaba sobre los polos del electro-
imaacuten movida por un sistema mecaacutenico auxiliar Posteriormente se
podiacutea reproducir el sonido haciendo pasar la cinta sobre los polos de
otro electroimaacuten que haciacutea las veces de lector o reproductor La cinta
en movimiento previamente magnetizada induciacutea en la bobina del
electroimaacuten una pequentildea diferencia de potencial eleacutectrico Esa sentildeal
podiacutea ser amplificada y convertida de nuevo en sonido mediante otro
circuito electroacutenico que decodifica la grabacioacuten magneacutetica
Uno de los soportes que llegoacute a ser muy popular para grabar cintas
de audio y video ya obsoleto fue el casete compacto con cinta de dos o
cuatro pistas Estas cintas se construiacutean utilizando alguacuten material mag-
neacutetico finamente pulverizado (usualmente oacutexidos de hierro o cromo)
disperso en un material plaacutestico suficientemente flexible y resistente El
cabezal de grabacioacuten era un electroimaacuten muy pequentildeo de varios miliacute-
metros de longitud y con los polos muy proacuteximos separados solamente
por fracciones de miliacutemetro Para lsquoborrarrsquo la cinta se haciacutea pasar una
corriente alterna por el electroimaacuten El campo variable que genera esta
corriente desordena totalmente los dominios magneacuteticos en la cinta y el
sistema queda listo para grabar nuevamente Sistemas similares de gra-
bacioacuten y lectura magneacutetica se utilizan actualmente en tarjetas de creacutedi-
to de teleacutefonos de identificacioacuten o en boletos y tickets de uso muacuteltiple
del metro y de los autobuses urbanos en algunos paiacuteses
En el denominado disco duro (HDD) de las computadoras la graba-
cioacuten magneacutetica se lleva a cabo sobre una peliacutecula metaacutelica muy delgada
mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco (un pe-
quentildeo electroimaacuten que cambia la orientacioacuten magneacutetica de los domi-
nios magneacuteticos o una magnetorresistencia lectora figura 213)
52
En los primeros disquetes o discos flexibles de 3frac12 pulgadas ya
tambieacuten desplazados por las memorias USB (Universal Serial Bus) la
grabacioacuten se hace sobre micropartiacuteculas de oacutexido magneacutetico dispersas
en un plaacutestico semirriacutegido al igual que en las tarjetas de creacutedito o de
identificacioacuten Si un disquete una cinta o una tarjeta magneacutetica se acer-
can por descuido a un imaacuten permanente o a un electroimaacuten la informa-
cioacuten grabada en forma codificada en los dominios magneacuteticos puede
que se destruya de forma irreversible aunque macroscoacutepicamente el
disquete o la cinta no muestren el menor dantildeo fiacutesico
El campo asociado a las sustancias magneacuteticas puede ser afectado
por factores como la temperatura los campos externos intensos los
choques tensiones vibraciones radiaciones y el tiempo transcurrido
Los primeros imanes sinteacuteticos tendiacutean a desmagnetizarse muy faacutecil-
mente los actuales conservan casi invariables sus propiedades magneacute-
ticas a temperatura ambiente con el paso del tiempo Los imanes mo-
dernos tampoco son afectados sensiblemente por los demaacutes factores
mencionados excepto en casos extremos
Figura 213 Figura 02-13 Disco duro (HDD) Los maacutes re-
cientes poseen 4 o maacutes brazos moacuteviles Tomado de
httpwwwtaringanetpostsinfo2392240Ensamblaje-de-
pchtml
53
Apeacutendice SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Es posible considerar el inicio de lo que hoy se conoce como Sistema
Internacional de Unidades (SI) a partir de la implantacioacuten en Francia
del Sistema Meacutetrico Decimal (SMD) a finales de los 1700 Poco des-
pueacutes de la implantacioacuten del SMD se elaboraron dos patrones de platino
iridio el metro y el kilogramo que fueron registrados de forma oficial
en ese paiacutes a mediados de 1799 (figuras 214 y 215)
El kilogramo patroacuten auacuten se mantiene La definicioacuten del metro se ha
modificado varias veces a lo largo de los antildeos con el fin de disminuir
cada vez maacutes la incertidumbre en las comparaciones con los patrones
secundarios de otros paiacuteses La 17a Conferencia General de la Oficina
Internacional de Pesos y Medidas (BIPM en el idioma original Bureau
International des Poids et Mesures) adoptoacute el acuerdo de que a partir
de 1983 el metro se definiera como la distancia que recorre la luz en el
vaciacuteo durante un intervalo de 1299 792 458 de segundo
Las obligaciones del BIPM incluyen la actualizacioacuten de un sistema
global de unidades para que exista unicidad en la presentacioacuten de los
descubrimientos cientiacuteficos e innovaciones en la industria y en el co-
mercio internacional El Buroacute tambieacuten se encarga de promover la im-
portancia de la metrologiacutea para la ciencia la industria y la sociedad y
de velar por la calidad de los patrones primarios contra los que se com-
paran los patrones secundarios del resto del mundo
Con ese fin colabora con otras agencias internacionales coordina
eventos cientiacuteficos publica informes perioacutedicos proporciona servicios
para la correcta calibracioacuten de instrumentos y patrones realiza activi-
dades cientiacuteficas y teacutecnicas en sus propios laboratorios para beneficio
de los estados miembros y coordina el mejoramiento del Sistema Inter-
nacional de Unidades organizando conferencias generales
El primero de enero de 2015 el BIPM contaba con 55 estados
miembros y 41 asociados a las conferencias Entre los miembros per-
manentes 7 de ellos son latinoamericanos Argentina Brasil Chile
Colombia Meacutexico Uruguay y Venezuela Entre los asociados se en-
cuentran otros 7 Bolivia Costa Rica Cuba Ecuador Panamaacute Para-
guay y Peruacute Es usual que cada paiacutes cuente con su propia oficina de
pesas y medidas aunque hay paiacuteses donde la denominacioacuten es diferente
y se hace un eacutenfasis mayor en la metrologiacutea que en los patrones
Figura 214 Patrones secundarios del metro patroacuten prima-
rio (distancia entre dos marcas en la superficie de la ba-
rra)
Figura 215 Prototipo internacional del kilogramo
55
El Sistema Internacional de Unidades reconoce 7 magnitudes fun-
damentales definidas a partir del criterio operacional que consiste en
describir la forma en que se mide cada magnitud (tabla A1) Cualquier
otra magnitud es una magnitud derivada obtenida a partir de foacutermulas
o expresiones matemaacuteticas que reflejan alguna propiedad fiacutesica
TABLA A1
Magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de
Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
de la unidad Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eleacutectrica ampere A
Temperatura termodinaacutemica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
En la tabla A2 aparecen las unidades derivadas del Sistema Interna-
cional traducidas al castellano junto a su correcta denominacioacuten Note
que los nombres de las magnitudes se escriben con minuacutescula aunque
siguen la ortografiacutea del correspondiente apellido que le dio origen en el
idioma original ie no se castellanizan Con excepcioacuten del metro el
kilogramo el segundo el mol y la candela los siacutembolos se escriben con
mayuacutescula En adicioacuten se reconocen dos magnitudes y unidades su-
plementarias el aacutengulo plano (radiaacuten [rad]) y el aacutengulo soacutelido (esterra-
diaacuten [sr])
En muchos paiacuteses las normas que regulan las unidades de medida y
su terminologiacutea alcanzan la categoriacutea de ley En Cuba estaacuten definidas
por el Decreto-ley 92 de fecha 30 de diciembre de 1982 que tambieacuten
regula la equivalencia con las unidades de otros sistemas de medida
56
TABLA A2
Magnitudes derivadas del Sistema Internacional de Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
Relacioacuten con otras unidades
Frecuencia hertz Hz s-1
Fuerza newton N kgms2
Presioacuten pascal Pa Nm2
Energiacutea trabajo joule J Nm
Potencia watt W Js
Carga eleacutectrica coulomb C As
Potencial fuerza electro-
motriz volt V JC WA
Capacidad farad F CV
Resistencia eleacutectrica ohm Ω VA
Conductancia siemens S AV
Flujo magneacutetico weber Wb Vs
Induccioacuten magneacutetica tesla T Wbm2
Inductancia henry H WbA
Flujo luminoso lumen lm cdsr
Luminancia lux lx lmm2
Actividad radiactiva becquerel Bq Is
Dosis de radiacioacuten absor-
bida gray Gy Jkg
Dosis equivalente slevert Sv Jkg
57
BIBLIOGRAFIacuteA DEL APEacuteNDICE
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Decreto-ley 92 30 de diciembre de 1982 Accesible en
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Ley de Metrologiacutea 19511 BsAs 2372 Accesible en
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Ley No 15298 Sistema de unidades de medida 22jul982
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httpwwwbipmorgutilscommonpdfsi_summary_enpdf
wwwineccgobmxpublicacionesdownloadsimexico1pdf
58
CAPIacuteTULO 3
CORRIENTE ELEacuteCTRICA
Carga eleacutectrica El rayo es la manifestacioacuten maacutes espectacular de los fenoacutemenos eleacutectri-
cos en la naturaleza pero no es ni mucho menos la uacutenica En los paiacuteses
de clima seco es bastante comuacuten que los objetos se electricen a causa
del rozamiento Ponerse o quitarse un abrigo afelpado o sinteacutetico en
invierno puede ser suficiente para lograr que el cuerpo adquiera una
cantidad apreciable de carga eleacutectrica Posteriormente al tocar cual-
quier objeto unido a tierra se puede originar una descarga brusca en el
punto de contacto que se manifiesta como una intensa vibracioacuten de
corta duracioacuten (el tiacutepico corrientazo)
En las regiones geograacuteficas de clima muy seco es comuacuten que la des-
carga vaya acompantildeada de emisioacuten de sonido e incluso de luz en forma
de chispas claramente visibles en la penumbra El fuego de San Telmo
es el nombre tradicional que se le da en Espantildea a una descarga eleacutectrica
luminosa que puede aparecer durante tormentas fuertes en objetos pro-
minentes suele verse en campanarios en los extremos de los maacutestiles y
de las alas de los aviones en la proa de los barcos y a veces cerca de
la cabeza de una persona o en las astas del ganado El nombre tiene su
origen en que los antiguos marinos del Mediterraacuteneo lo consideraban
una sentildeal enviada por su patroacuten San Telmo
La electrizacioacuten por frotamiento o triboelectricidad es conocida des-
de la antiguumledad De hecho el primer fenoacutemeno eleacutectrico artificial que
se observoacute fue la propiedad que presentan algunas sustancias como el
aacutembar que al ser frotadas con piel o lana son capaces de atraer objetos
pequentildeos El aacutembar es una resina foacutesil que en tiempos prehistoacutericos fue
exudada por diferentes aacuterboles coniacuteferos ahora extinguidos Suele ser
de color amarillo tostado Se encuentra en trozos redondeados e irregu-
lares en granos o en gotas es algo fraacutegil y emana un olor agradable
cuando se frota En la antiguumledad se obteniacutea en la costa sur del mar
Baacuteltico donde auacuten se sigue hallando Su nombre griego es electroacuten de
donde surgioacute el concepto electricidad
Una varilla de vidrio frotada con seda tambieacuten posee una capacidad
similar a la del aacutembar para atraer objetos no cargados Pero dos varillas
de vidrio frotadas con seda se repelen mientras que la misma varilla
atrae al aacutembar frotado con lana lo que indica la existencia de dos tipos
de electrizacioacuten o lsquocarga eleacutectricarsquo (Figura 31) Al vidrio frotado con
seda se le atribuyoacute arbitrariamente una carga positiva (+) mientras que
la carga del aacutembar frotado con lana es negativa (-)
Figura 31 Interaccioacuten entre cuerpos cargados Dos
varillas con carga de igual signo se repelen Si las cargas
son de signo opuesto se atraen
El franceacutes Charles Coulomb establecioacute las relaciones numeacutericas en-
tre los valores de las cargas y sus interacciones tanto de atraccioacuten como
de repulsioacuten En 1777 inventoacute la balanza de torsioacuten para medir las fuer-
zas de atraccioacutenrepulsioacuten cuantitativamente En la Figura 32 al girar
el cabezal de suspensioacuten es posible compensar las fuerzas eleacutectricas
gracias a la torsioacuten aplicada al hilo Los valores numeacutericos se obtienen
determinando el aacutengulo que el cabezal debe rotar para llevar las cargas
a su posicioacuten inicial
Con esta balanza Coulomb pudo establecer el principio que rige la
interaccioacuten entre las cargas eleacutectricas la ley de Coulomb Esta ley esta-
blece que la fuerza de interaccioacuten F entre dos cargas puntuales q1 y q2
(partiacuteculas de tamantildeo tan reducido que es posible no tomar en cuenta
sus dimensiones) es proporcional al producto de las cargas e inversa-
mente proporcional al cuadrado de la distancia r de separacioacuten En no-
tacioacuten matemaacutetica
q q1 2F α 2r
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga es el
coulomb (C) la distancia r estaacute en metros y la fuerza F se mide en new-
ton (N)
Este resultado es muy parecido al que se obtiene cuando se analiza
la interaccioacuten entre polos magneacuteticos Sin embargo existe una diferen-
cia fundamental las cargas positivas y negativas existen por separado
pero no es posible separar los polos magneacuteticos como se expresoacute en el
capiacutetulo 2
61
Figura 32 Balanza de torsioacuten
de Coulomb La partiacutecula de
carga q2 tiene un contrapeso
no cargado al otro lado de la
barra para equilibrar su masa
En su estado normal el nuacutemero de electrones en cualquier aacutetomo es
siempre igual al nuacutemero de protones de aquiacute que el aacutetomo en conjunto
es eleacutectricamente neutro Y cualquier cuerpo constituido por ellos tam-
bieacuten lo seraacute Sin embargo los cuerpos pueden adquirir electrones en
exceso o perderlos y entonces se cargan negativa o positivamente
Un cuerpo con exceso de electrones posee una carga neta negativa
mientras que si posee un defecto de electrones estaraacute cargado positiva-
mente Al frotar el vidrio con la seda los electrones que se encuentran
maacutes cercanos a la superficie son arrancados del vidrio pasando a la
seda y dejando atraacutes un defecto de carga negativa Ese defecto se tradu-
ce en el exceso de carga positiva que adquiere el vidrio por ese motivo
el vidrio y la seda adquieren la misma magnitud de carga pero de sen-
tido contrario el uno positiva y la otra negativa
Esta es una caracteriacutestica general del comportamiento de las cargas
en la naturaleza lo que aparece como carga positiva en un lugar siem-
pre debe aparecer como carga negativa en otro Dicho de otra forma la
suma de cargas positivas y negativas en cualquier sistema cerrado
siempre seraacute constante Esta ley universal se conoce como principio de
conservacioacuten de la carga La otra ley fundamental asociada a la cargas
eleacutectrica es su cuantificacioacuten la carga eleacutectrica estaacute cuantificada o
cuantizada Este principio reconoce el hecho de que cualquier carga es
siempre un muacuteltiplo entero de la carga del electroacuten y de que es imposi-
ble obtener una carga de menor valor Pero como la carga del electroacuten
es tan pequentildea (asymp 160 x 10-19 C) en los caacutelculos y aplicaciones ma-
croscoacutepicas siempre se puede considerar que la carga variacutea de manera
continua
El campo eleacutectrico iquestCoacutemo explicar la interaccioacuten a distancia entre cargas eleacutectricas sin
contacto directo similar a la interaccioacuten que tiene lugar entre los polos
magneacuteticos de los imanes La explicacioacuten es tambieacuten similar a la que
ofrece el magnetismo Se considera que las cargas eleacutectricas modifican
el espacio que las rodea creando un campo eleacutectrico capaz de interac-
cionar con otras cargas Mientras que el campo magneacutetico se representa
mediante liacuteneas de induccioacuten magneacutetica el campo eleacutectrico se repre-
senta mediante liacuteneas de fuerza que se dibujan en forma similar a las
liacuteneas de induccioacuten
62
El valor o intensidad de campo eleacutectrico se designa usualmente por
la letra E y en el Sistema Internacional de Unidades tiene dimensiones
de newtoncoulomb (NC) aunque muchas veces se prefiere utilizar el
equivalente voltmetro (Vm)
El campo eleacutectrico y el magneacutetico son esencialmente diferentes pe-
ro no son totalmente independientes como quedaraacute esclarecido maacutes
adelante Los campos eleacutectricos estaacuteticos interaccionan con las cargas
eleacutectricas y generan corrientes pero no interaccionan con los imanes
Los campos magneacuteticos asociados a las corrientes interaccionan con los
polos magneacuteticos de un imaacuten pero no lo hacen con las cargas eleacutectricas
en reposo Sin embargo siacute interaccionan con las cargas en movimiento
y con las corrientes eleacutectricas que no son maacutes que cargas en movimien-
to en el interior de los conductores Para la mejor comprensioacuten del lec-
tor en la tabla 31 se muestran estas propiedades de forma resumida
TABLA 31
Interaccioacuten de los campos estaacuteticos independientemente
de cual sea su origen
Campo electrostaacutetico Campo magnetostaacutetico
No interaccionan entre siacute pero siacute lo hacen con
Cargas eleacutectricas en reposo y en
movimiento
(pero no con los polos magneacuteti-
cos)
Cargas en movimiento (pero no en
reposo)
Corrientes eleacutectricas
Si hay corrientes hay campo eleacutec-
trico Polos magneacuteticos
Conductor y dieleacutectrico
Existen materiales donde los electrones se encuentran muy deacutebilmente
ligados a los aacutetomos de manera que pueden lsquosaltarrsquo sin dificultad de un
aacutetomo a otro y moverse con facilidad en el seno del material Se deno-
minan conductores En caso contrario cuando los electrones se encuen-
tran fuertemente ligados al aacutetomo y resulta difiacutecil lograr que se despla-
cen de un lado a otro tenemos un aislador o dieleacutectrico
63
Unos pocos materiales no son conductores pero tampoco no tan
buenos aislantes como los dieleacutectricos (por ejemplo el grafito y el sili-
cio) y se denominan semiconductores
Todos los metales como el oro la plata el aluminio y el cobre son
buenos conductores Tambieacuten lo son las sales fundidas y muchas diso-
luciones asiacute como los gases ionizados La madera seca el papel la
goma los plaacutesticos los gases inertes los aceites el maacutermol y el vidrio
son dieleacutectricos
La facilidad con que un determinado material puede o no transportar
las cargas eleacutectricas en su seno se mide por su conductividad designada
usualmente por la letra griega sigma () En el SI de unidades se mide
en siemensmetro (Sm) El inverso de la conductividad es la resistivi-
dad (letra griega rho) que mide justamente lo contrario la oposicioacuten
del material al paso de las cargas eleacutectricas Se mide en ohm-metro
(m) Una resistividad pequentildea indica una gran conductividad y vice-
versa en lenguaje matemaacutetico y son reciacuteprocos = 1
En un metal buen conductor de la electricidad es del orden de 2 x
10-8 m mientras que para un mal conductor como el vidrio puede
variar en dependencia del tipo de vidrio entre 1010 y 1014 m El sili-
cio un semiconductor tiene una resistividad de 640 Ωm Observe que
entre los valores extremos hay una diferencia de 22 oacuterdenes (es decir
un uno seguido de 22 ceros)
En el caso de los liacutequidos y gases la conductividad no es electroacutenica
sino ioacutenica Los portadores de carga no son los electrones sino aacutetomos
o moleacuteculas ionizados (aniones y cationes) con un exceso o defecto de
electrones (Figura 33)
Figura 33 Formacioacuten de aniones y cationes
64
Un ion se forma cuando un aacutetomo neutro o un grupo de aacutetomos gana
o pierde uno o maacutes electrones Un aacutetomo que pierde un electroacuten forma
un ion de carga positiva o catioacuten El que gana un electroacuten forma un ion
de carga negativa o anioacuten Al disolverse en agua la sal de mesa produ-
ce aniones de cloro y cationes de sodio en disolucioacuten El agua pura es
un dieleacutectrico y conduce muy mal la corriente eleacutectrica pero el agua
salada es un buen conductor de la electricidad
La presencia de iones en el cuerpo humano hace que este se compor-
te internamente como un conductor aceptable de la electricidad Y en la
parte externa la conductividad de la piel puede variar apreciablemente
en dependencia de su grosor y de si estaacute seca o huacutemeda
Interaccioacuten con un campo externo iquestQueacute sucede cuando un soacutelido conductor de la electricidad se coloca en
una regioacuten donde existe un campo eleacutectrico Como dentro del conduc-
tor las cargas tienen gran movilidad los electrones son atraiacutedos hacia el
origen del campo hasta neutralizar totalmente las liacuteneas de fuerza El
campo eleacutectrico es apantallado por las cargas moacuteviles y su valor en el
interior del conductor se hace cero (Figura 34) Cuando cesa el movi-
miento de las cargas y se alcanza el equilibrio las liacuteneas de fuerza que-
dan perpendiculares a la superficie del conductor (No podriacutea ser de
otra manera Si no fueran perpendiculares existiriacutean componentes del
campo paralelos a la superficie y las cargas nunca alcanzariacutean el estado
de equilibrio) El efecto de apantallamiento tiene lugar de la misma
forma en un conductor con cavidades o sin ellas
Para que las cargas puedan escapar fuera de la superficie (produc-
cioacuten de chispas por ionizacioacuten del aire que rodea al conductor) se nece-
sitan campos eleacutectricos muy intensos
iquestQueacute sucede si en vez de un conductor colocamos un dieleacutectrico no
conductor en la regioacuten donde existe el campo eleacutectrico En los dieleacutec-
tricos los electrones portadores de carga eleacutectrica no pueden moverse
libremente y el campo eleacutectrico no seraacute apantallado como en el conduc-
tor Sin embargo las nubes electroacutenicas siacute pueden reordenarse dentro
de cada moleacutecula bajo la accioacuten del campo externo causando una cierta
distorsioacuten en las liacuteneas de fuerza aunque no tan intensa como en el
65
caso de los conductores El comportamiento no es exactamente el mis-
mo en soacutelidos y liacutequidos ni tampoco si el dieleacutectrico estaacute constituido
por moleacuteculas polares o no polares
Figura 34 Distorsioacuten de las liacuteneas de fuerza del campo
eleacutectrico en presencia de un conductor
Sustancias polares y no polares Muchas moleacuteculas aunque eleacutectricamente neutras poseen polaridad a causa de la distribucioacuten asimeacutetrica de sus nubes electroacutenicas que origi-nan centros no coincidentes de carga positiva y negativa Se denominan moleacuteculas polares Las moleacuteculas simeacutetricas no poseen esta propiedad son no polares La denominacioacuten tambieacuten se aplica a las sustancias formadas por esas moleacuteculas sustancias polares y no polares
La distribucioacuten asimeacutetrica se caracteriza por tener un dipolo eleacutectri-
co asociado que puede representarse graacuteficamente por dos cargas de
igual magnitud (q) y signos contrarios separadas una distancia L ( Fi-
gura 35) En el dipolo las liacuteneas de fuerza salen de la carga positiva y
terminan en la negativa El momento del dipolo tiene un valor p = qL
66
Figura 35 Dipolo eleacutectrico
Liacutequidos y gases polares Las moleacuteculas de liacutequidos y gases pueden fluir Significa que pueden
rotar y trasladarse libremente de un lugar a otro dentro del recipiente
que las contiene (y de ahiacute que a liacutequidos y gases se les llame fluidos
indistintamente) Un ejemplo tiacutepico de moleacutecula polar de este tipo es la
moleacutecula de agua constituida por dos aacutetomos de hidroacutegeno y uno de
oxiacutegeno colocados en forma asimeacutetrica (Figura 36)
Figura 36 Dipolo eleacutectrico de la moleacutecula de agua
67
Al formarse los enlaces quiacutemicos los electrones de los aacutetomos de
hidroacutegeno son atraiacutedos hacia el oxiacutegeno creaacutendose una distribucioacuten
asimeacutetrica de cargas aparece un exceso de carga negativa en un extre-
mo de la moleacutecula y positiva en el otro Por convenio el momento
dipolo de la moleacutecula estaacute dirigido de (-) a (+) desde el aacutetomo de oxiacute-
geno hacia los aacutetomos de hidroacutegeno como indica la flecha en la Figura
36
En los liacutequidos y gases polares cuando se aplica un campo eleacutectrico
externo las moleacuteculas rotan y tienden a orientarse paralelas a la direc-
cioacuten del campo La parte negativa es atraiacuteda hacia el origen del campo
mientras que la positiva es repelida Si se aplica un campo eleacutectrico a
un recipiente con agua u otro liacutequido dieleacutectrico las moleacuteculas se orde-
nan de forma tal que aparece un exceso de carga en las paredes del re-
cipiente (Figura 37) El campo eleacutectrico se atenuacutea parcialmente en el
interior del liacutequido pero sin que llegue a anularse en su totalidad
Figura 37 Un dieleacutectrico polar liacutequido en el cam-
po eleacutectrico mostrando la orientacioacuten de los dipo-
los y la atenuacioacuten de las liacuteneas de fuerza
Un dieleacutectrico muy importante es el agua Constituye 50 a 90 de
la masa total de los organismos vivos Cuando el campo eleacutectrico inter-
acciona con los tejidos la presencia del agua en los fluidos del cuerpo
atenuacutea considerablemente la penetracioacuten del campo hacia los tejidos
maacutes internos Ademaacutes hay que tener en cuenta que tambieacuten estaraacuten
presentes diferentes iones que pueden moverse con mayor o menor
libertad en el seno del correspondiente fluido proporcionaacutendole a eacuteste
propiedades conductoras que pueden favorecer auacuten maacutes el apantalla-
miento Este uacuteltimo efecto resulta difiacutecil de evaluar a causa de la solva-
tacioacuten de los iones
Solvatacioacuten El proceso de disolucioacuten de un soacutelido trae aparejado la remocioacuten de
aacutetomos de las posiciones fijas a las que estaban sujetos formaacutendose
iones que quedan rodeados por las moleacuteculas del disolvente (el solva-
to) Los iones solvatados se atraen entre siacute con menor fuerza que en el
soacutelido y el efecto depende tanto de la naturaleza quiacutemica de la sustan-
cia disuelta como del disolvente Al aplicar un campo externo a la diso-
lucioacuten el comportamiento se veraacute afectado por todos los factores que
influyen en la solvatacioacuten ademaacutes de las estrictamente relacionadas
con las propiedades de los dipolos
Soacutelido polar Los aacutetomos o moleacuteculas de un soacutelido no pueden desplazarse de su lugar
al interaccionar con un campo eleacutectrico externo solo pueden oscilar
alrededor de sus posiciones fijas de equilibrio Sin embargo cuando el
campo eleacutectrico actuacutea sobre las nubes electroacutenicas del soacutelido estas se
redistribuyen con resultados similares a lo que ocurre en gases y liacutequi-
dos Aparece un exceso de cargas de signo contrario en las superficies
maacutes cercanas y alejadas del campo respectivamente y el campo eleacutectri-
co en el interior se atenuacutea Usualmente la atenuacioacuten es menor que en
los liacutequidos
Sustancias no polares En los liacutequidos y soacutelidos no polares tiene lugar un proceso parecido al
que ocurre en las sustancias polares Aunque inicialmente no existe un
momento dipolo en las moleacuteculas el campo eleacutectrico externo deforma
las nubes electroacutenicas que antes eran simeacutetricas y crea dipolos induci-
dos que se comportan en forma similar a los permanentes Como es de
esperar el efecto de apantallamiento y la atenuacioacuten del campo en el
interior del cuerpo considerado seraacute bastante menor que el caso de las
moleacuteculas polares
69
En resumen el apantallamiento eleacutectrico y la atenuacioacuten del campo
en el interior de los dieleacutectricos tienen lugar en mayor o menor grado en
todos ellos cualquiera sea su composicioacuten e independientemente de si
sus moleacuteculas forman dipolos permanentes o no La permitividad rela-
tiva εr una magnitud adimensional da una medida de la capacidad que
tienen las diferentes sustancias para polarizarse y por tanto para apan-
tallar el campo eleacutectrico En la tabla 32 se muestran algunos valores
tiacutepicos
TABLA 32
Permitividad relativa de algunos materiales
Material εr (adimensional)
Vaciacuteo 100000
Aire 100054
Papel 35
Porcelana 65
Tefloacuten 21
Oacutexido de titanio 100
Agua 78
La atenuacioacuten de los campos electrostaacuteticos en el interior de los or-
ganismos vivos hace difiacutecil su posible aplicacioacuten con fines terapeacuteuticos
Para que atraviesen la piel y penetren en el organismo de manera efec-
tiva se necesitan campos de gran intensidad de difiacutecil manipulacioacuten y
con alto riesgo de accidentes La intensidad de campo necesaria es tal
que puede llegar a ionizar el aire que rodea al sujeto generando chispas
y causando quemaduras en la piel El proceso es similar a la descarga
de un rayo pero a mucha menor escala
No ocurre asiacute con el campo magneacutetico que posee un poder de pene-
tracioacuten mucho mayor en los tejidos bioloacutegicos que el campo eleacutectrico
Aplicando campos magneacuteticos variables en el tiempo de baja intensidad
en el exterior de un sujeto se pueden generar campos eleacutectricos en su
interior sin riesgo de dantildeo eleacutectrico Sin embargo los campos genera-
dos tambieacuten seraacuten variables en el tiempo no electrostaacuteticos En el capiacute-
tulo IV se analiza con mayor detalle la interaccioacuten entre campos eleacutectri-
cos y magneacuteticos 70
Corriente continua y fuerza electromotriz Con anterioridad se explicoacute que cuando un conductor interacciona con un campo eleacutectrico externo las cargas se redistribuyen y van hacia la superficie de forma que apantallan el campo en el interior del conduc-tor
Cuando el campo eleacutectrico se aplica en el interior de un alambre
conductor el resultado es diferente Mientras se suministre suficiente
energiacutea para mantener la presencia del campo los electrones se man-
tendraacuten continuamente en movimiento dirigieacutendose hacia el origen del
campo y creando una corriente continua La intensidad (i) de la corrien-
te se define como la cantidad de carga eleacutectrica que atraviesa cualquier
seccioacuten transversal S del alambre en un segundo (figura 38) Su unidad
en el Sistema Internacional de Unidades es el ampere (A) en honor de
Andreacute-Marie Ampegravere matemaacutetico y fiacutesico franceacutes Por convenio el
sentido de la corriente se toma contrario al sentido del movimiento de
los electrones como si se movieran cargas positivas en vez de las nega-
tivas Si q es la carga eleacutectrica que atraviesa la superficie S en un inter-
valo de tiempo t entonces la corriente promedio se calcula como i =
qt
Figura 38 S es el aacuterea de la seccioacuten transversal del alambre
El campo E se encuentra dentro del conductor
Es posible mantener la presencia continua de un campo eleacutectrico no
equilibrado en el interior de un conductor cuando se posee la fuente
adecuada de energiacutea Una fuente con estas caracteriacutesticas se llama fuer-
za electromotriz o FEM Su valor se expresa en volts (V) en honor del
fiacutesico italiano Alessandro Volta Existen FEM de diversos tipos
71
Pila y bateriacutea
Las pilas producen energiacutea eleacutectrica a partir de una reaccioacuten quiacutemica
La bateriacutea consiste en una serie de pilas conectadas en serie para obte-
ner una FEM mayor Las hay recargables y no recargables En las pilas
recargables la reaccioacuten quiacutemica se invierte para alcanzar nuevamente el
estado inicial de maacutexima carga La primera pila reversible tambieacuten
llamada acumulador fue inventada en 1859 por el fiacutesico franceacutes Gas-
ton Planteacute La pila de Planteacute de plomo y aacutecido es la que maacutes se utiliza
en la actualidad Su ventaja principal es que a partir de un volumen
relativamente pequentildeo puede producir suficiente energiacutea para arrancar
un motor su principal desventaja es que se agota raacutepidamente Emplea
una disolucioacuten diluida de aacutecido sulfuacuterico como conductor ioacutenico o elec-
troacutelito para transportar la corriente el electrodo negativo es de plomo y
el positivo de dioacutexido de plomo Al recargar la pila las reacciones quiacute-
micas se invierten hasta que los productos quiacutemicos vuelven a su con-
dicioacuten original (o casi) El acumulador se agota finalmente porque con
el tiempo el aacutecido sulfuacuterico se transforma en agua maacutes sulfato de plo-
mo Estas pilas tienen una vida uacutetil de unos cuatro antildeos y su FEM es de
aproximadamente 2V Otros tipos de pilas recargables maacutes recientes
son la alcalina de niacutequel-cadmio que utiliza un electroacutelito de hidroacutexido
de potasio y las de niacutequel-hidruro La pila no recargable maacutes comuacuten es
la pila Leclancheacute o pila seca inventada por el quiacutemico franceacutes Georges
Leclancheacute en los antildeos sesenta del siglo XIX La pila seca que se utiliza
actualmente es muy similar al invento original El electroacutelito es una
mezcla pastosa de cloruro de amonio y cloruro de cinc El electrodo
negativo es de cinc igual que la parte exterior de la pila y el positivo es
una varilla de carboacuten rodeada por una mezcla de carboacuten y dioacutexido de
manganeso Esta pila produce una FEM de 15 V Otras pilas no recar-
gables muy utilizadas actualmente son las alcalinas y las de litio
Generador electrostaacutetico
Los generadores o dinamos producen la FEM a partir de movimientos
mecaacutenicos como el de rotacioacuten de las aspas de una turbina o el girar de
una rueda Los hay de dos tipos a) los electrostaacuteticos que utilizan el
rozamiento para separar las cargas eleacutectricas y b) los electromagneacuteti-
cos en los que se genera corriente desplazando mecaacutenicamente un con-
ductor a traveacutes de un campo magneacutetico Estos uacuteltimos se describen en
otro capiacutetulo
El generador electrostaacutetico es una maacutequina que permite obtener dife-
rencias de potencial muy elevadas mediante un mecanismo de friccioacuten
similar al del vidrio frotado con seda aunque en este caso se emplean
otros materiales Fue desarrollado en 1931 por el fiacutesico estadounidense
Robert Jemison Van de Graaff Consiste en una columna aislante con
una esfera metaacutelica hueca montada en su parte superior (figura 39)
Una correa de material dieleacutectrico que gira continuamente mediante
alguacuten motor auxiliar une un rodillo en la base de la columna con otro
situado en la parte superior y en contacto con la esfera Gracias a la
friccioacuten la correa transporta continuamente las cargas eleacutectricas extraiacute-
das de un peine metaacutelico de puacuteas afiladas en la base de la columna has-
ta el interior de la esfera Alliacute las cargas son retiradas por otros peines y
terminan finalmente en la superficie de la esfera conductora a causa de
la repulsioacuten A medida que la correa va recogiendo cargas y las trans-
porta a la esfera va surgiendo una diferencia de potencial con la tierra
que puede alcanzar hasta 5 millones de volt La Figura 39 tambieacuten
muestra el efecto de aplicar un alto potencial al cuerpo humano debi-
damente aislado de la tierra Como las cargas de igual signo se repelen
y van a la superficie del cuerpo los pelos de la modelo tienden a man-
tenerse separados del craacuteneo y entre siacute causando un efecto sorprenden-
te Los generadores de Van de Graaff se utilizan como fuentes de alto
voltaje para comprobar la calidad de los aisladores que se usan en las
redes eleacutectricas de alto voltaje Tambieacuten se emplean en los centros de
investigacioacuten dedicados al estudio de las partiacuteculas subatoacutemicas como
fuente energizante en las primeras etapas de los aceleradores de partiacutecu-
las
Figura 39 Generador de Van de Graaff Adaptado de
httpwwwgearslutzcom y httpcommons wikime-
diaorgwikiFileVan_de_graaf_generatorsvg
Celda solar
Son dispositivos capaces de convertir directamente la luz solar o la de
otras fuentes luminosas en energiacutea eleacutectrica El corazoacuten de la celda es
alguna sustancia semiconductora fotosensible como un cristal de silicio
muy delgado al que se le han antildeadido cantidades muy pequentildeas de
otras sustancias en forma de impurezas Cuando la luz incide contra el
cristal los electrones son arrancados de sus posiciones de equilibrio y
son expulsados a una de las superficies del cristal (efecto fotovoltaico)
Alliacute se hacen pasar por un circuito externo creando una corriente eleacutec-
trica para hacer funcionar laacutemparas o diferentes equipos eleacutectricos o
electroacutenicos Las celdas solares tienen una vida muy larga y hoy diacutea se
utilizan dondequiera que haya suficiente luz solar Cada diacutea son maacutes
populares pues constituyen una fuente de energiacutea limpia verde o eco-
loacutegica que no contamina la atmoacutesfera ni contribuye al calentamiento
global
Termoelectricidad
Consiste en el surgimiento de una FEM a partir de diferencias de tem-
peratura Si se unen o sueldan por ambos extremos dos alambres de
diferente naturaleza y una de las uniones se mantiene a una temperatura
superior a la otra aparece una corriente eleacutectrica entre las uniones ca-
liente y friacutea El fenoacutemeno fue observado en 1821 por el fiacutesico alemaacuten
Thomas Seebeck y se conoce como efecto Seebeck A los alambres
soldados capaces de generar la FEM se les llama termopares
Piezoelectricidad
Es posible generar energiacutea eleacutectrica mediante dispositivos que producen
una fuerza electromotriz a partir de una presioacuten o fuerza mecaacutenica que
causa una deformacioacuten en un material con propiedades especiales El
fenoacutemeno se denomina lsquoefecto piezoeleacutectricorsquo vocablo que viene del
griego piezein (presionar) Los dispositivos piezoeleacutectricos se han vuel-
to muy populares para generar la chispa de los encendedores de bolsi-
llo
74
Circuito de corriente continua Una FEM con sus bornes o extremos conectados a un sistema de alam-
bres conductores u otros dispositivos que permitan el paso de la co-
rriente eleacutectrica forma un circuito de corriente continua Por convenio
se considera que la corriente sale del polo o borne positivo de la FEM y
entra por el negativo En el circuito de la figura 310 cuando la corrien-
te atraviesa un alambre conductor muy fino ubicado dentro de la laacutempa-
ra (el filamento) da lugar a que aparezca luz y calor El aire dentro de la
laacutempara se extrae previamente para evitar la oxidacioacuten del filamento a
causa de las altas temperaturas que se alcanzan
Figura 310 Circuito simple de corriente continua
El volt no representa energiacutea sino energiacutea por unidad de carga Co-
mo la unidad de energiacutea es el joule (J) significa que dimensionalmen-
te volt = joulecoulomb Cuando la capacidad de entregar energiacutea por
unidad de carga se refiere a dos puntos de un circuito y no a una FEM
se denomina diferencia de potencial y se designa usualmente por la
letra V
En cualquier circuito una parte de la energiacutea entregada por la FEM
siempre se disipa elevando la temperatura del alambre y generando
calor al medio ambiente El incremento de temperatura es causado por
cierto lsquorozamiento o viscosidadrsquo interna que se opone al movimiento de
los electrones dentro del alambre La ley de Joule establece que la can-
tidad de calor producida en un conductor por el paso de la corriente
eleacutectrica cada segundo es proporcional a su resistencia R y al cuadrado
de la intensidad de la corriente (i2) En siacutembolos matemaacuteticos P = i2R
donde P es la energiacutea disipada en la unidad de tiempo o potencia La
resistencia R de un alambre se relaciona con la resistividad del mate-
rial por la expresioacuten ρl
R =S
donde l es la longitud del alambre y S el
aacuterea de su seccioacuten transversal
La resistencia de los alambres y otros materiales no siempre juega
un papel negativo como disipador de energiacutea tambieacuten se utilizan resis-
tencias para regular los voltajes en muchos dispositivos electroacutenicos
Un dispositivo construido expresamente para que funcione haciendo el
papel de una resistencia pura se denomina resistor aunque tambieacuten es
comuacuten llamar al dispositivo igual que la propiedad que lo caracteriza
resistencia La ley de Ohm establece la relacioacuten entre la corriente la
resistencia y la diferencia de potencial VR en los extremos de un resis-
tor VR = iR En la tabla 33 aparecen algunos valores tiacutepicos de la resis-
tividad de diversos materiales
TABLA 33
Resistividad de algunas sustancias
Sustancia (m) Caracteriacutesticas
Plata 147x10-8
Conductor Cobre 169x10-8
Aluminio 283x10-8
Silicio 640 Semiconductor
Madera 108 - 1011 Dieleacutectrico
Vidrio 1010 - 1014
Superconductividad
Descubierta en 1911 por el fiacutesico holandeacutes Heike Kamerlingh Onnes la
superconductividad es la propiedad que tienen algunos conductores de
no ofrecer resistencia al paso de la corriente cuando se enfriacutean por de-
bajo de cierta temperatura criacutetica Tc Las temperaturas criacuteticas son muy
pequentildeas por ejemplo en determinadas aleaciones de niobio-germanio
Tc = -24995 oC y se necesita helio liacutequido un refrigerante caro y poco
eficaz para que se produzca el fenoacutemeno Compuestos ceraacutemicos des-
cubiertos maacutes recientemente permiten usar nitroacutegeno liacutequido como
refrigerante para obtener la superconductividad La temperatura del
nitroacutegeno liacutequido es de -196 degC enfriacutea con una eficacia 20 veces mayor
que el helio liacutequido y cuesta 10 veces menos Sin embargo la fragilidad
de los compuestos ceraacutemicos hace muy difiacutecil conformarlos en forma
de hilos o cintas para utilizarlos como conductores de la corriente
Como los superconductores no poseen resistencia y no se calientan
al pasar la corriente se utilizan para fabricar electroimanes que produ-
cen campos magneacuteticos muy intensos empleando grandes corrientes
Estos superimanes se aplican en la investigacioacuten cientiacutefica en equipos
meacutedicos de diagnoacutestico en el estudio de materiales y en la construccioacuten
de potentes aceleradores de partiacuteculas Utilizando superconductores
tambieacuten se han desarrollado dispositivos que miden la corriente eleacutectri-
ca el voltaje y el campo magneacutetico con una sensibilidad sin preceden-
tes
Encontrar superconductores capaces de trabajar a temperaturas maacutes
altas es un requisito previo para desarrollar otras muchas aplicaciones
Entre ellas se encuentran computadoras maacutes raacutepidas y con mayor capa-
cidad de memoria reactores de fusioacuten nuclear en los que el plasma se
mantenga confinado por campos magneacuteticos mejores trenes de levita-
cioacuten magneacutetica de alta velocidad y tal vez lo maacutes importante una ge-
neracioacuten y transmisioacuten maacutes eficiente de la energiacutea eleacutectrica
Corriente alterna
Cuando la corriente eleacutectrica se comporta de forma tal que el sentido de
su recorrido en el circuito se invierte perioacutedicamente se estaacute en presen-
cia de una corriente alterna En la Figura 311 en (A) se representa el
valor de una FEM de corriente continua al transcurrir el tiempo su
valor E no variacutea En (B) aparece la representacioacuten anaacuteloga para una
FEM de corriente alterna El valor de la FEM en cada borne cambia
perioacutedicamente de positivo a negativo al transcurrir el tiempo al igual
que el sentido de la corriente en el circuito
77
Figura 311 Representacioacuten de una FEM continua (A) y
alterna (B) Los signos + y ndash indican el cambio de senti-
do de la corriente en el circuito
La corriente alterna es la principal fuente de energiacutea eleacutectrica en to-
do el mundo tanto en aplicaciones industriales como en el hogar La
corriente de la red comercial en Ameacuterica variacutea el sentido de su recorri-
do con una frecuencia de 60 veces por segundo (El inverso de la fre-
cuencia es el periacuteodo tiempo que tarda la corriente en realizar una osci-
lacioacuten completa) Como la polaridad de una FEM alterna tambieacuten cam-
bia continuamente de (+) a (-) y viceversa en los circuitos de corriente
alterna se utiliza preferiblemente el teacutermino voltaje para indicar las
diferencias de potencial que tambieacuten variacutea de sentido continuamente
Las leyes que rigen los circuitos de corriente alterna difieren radi-
calmente de las leyes de los circuitos de corriente continua En la co-
rriente alterna hay que tomar en cuenta que la corriente y el voltaje no
oscilan siempre al uniacutesono sino que se retrasan o adelantan la una res-
pecto al otro en dependencia del circuito especiacutefico analizado Esas
leyes no seraacuten objeto de anaacutelisis en este libro
La corriente alterna posee una serie de ventajas en comparacioacuten con
la corriente continua una de ellas es que proporciona menos peacuterdidas
de energiacutea durante su transmisioacuten hasta el consumidor Pero la maacutes
importante es que permite seleccionar los voltajes adecuados a cada
circuito mediante un sencillo dispositivo electromagneacutetico que no tiene
piezas moacuteviles el transformador que se describe en detalle en otro
capiacutetulo
78
CAPIacuteTULO 4
INTERACCIONES ELECTROMAGNEacuteTICAS Y ONDAS DE RADIO
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Con anterioridad se vio que los campos estaacuteticos magneacutetico y eleacutectrico
no son capaces de interaccionar el uno con el otro Ademaacutes cada uno
actuacutea sobre cargas e imanes de forma independiente como si el otro no
estuviera presente Tambieacuten se dijo que el campo magneacutetico no interac-
ciona con las cargas en reposo pero siacute lo hace con las cargas en movi-
miento
Cuando una partiacutecula cargada se mueve en una regioacuten del espacio
donde hay un campo magneacutetico estaacutetico aparece una fuerza sobre la
carga que en todo momento es perpendicular a la direccioacuten de su mo-
vimiento y a las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico A causa de
esa fuerza magneacutetica la partiacutecula cargada cambiaraacute la direccioacuten de su
movimiento (pero sin que su energiacutea variacutee) Y lo seguiraacute haciendo
mientras siga interaccionando con el campo En realidad el efecto de-
pende del movimiento relativo de la carga respecto al campo y vicever-
sa Si la carga estaacute en reposo y es el campo quien estaacute en movimiento
tambieacuten apareceraacuten fuerzas sobre la carga
iquestY queacute sucede cuando tenemos un campo magneacutetico que variacutea con
el tiempo iquestY un campo eleacutectrico en similares condiciones Pues resul-
ta que los campos magneacuteticos variables en el tiempo siempre tienen
asociado un campo eleacutectrico tambieacuten variable Y el efecto inverso
tambieacuten tiene lugar los campos eleacutectricos variables generan campos
magneacuteticos
Siempre que un campo variable se encuentre presente eleacutectrico o
magneacutetico el otro tambieacuten lo estaraacute De aquiacute que cuando se desean
examinar sus efectos resulta estrictamente obligatorio analizarlos con-
juntamente so pena de cometer errores garrafales en la interpretacioacuten
de los resultados
Ley de Faraday-Lenz En 1831 Michael Faraday descubrioacute el fenoacutemeno de induccioacuten
magneacutetica Y ese mismo antildeo demostroacute que era posible generar una
corriente en un circuito a partir de otra en un circuito cercano e inde-
pendiente del primero
El acoplamiento entre los circuitos ocurre al interaccionar los cam-
pos magneacuteticos variables generados por las corrientes tambieacuten varia-
bles en el tiempo El campo magneacutetico generado por una de las corrien-
tes es capaz de inducir campos eleacutectricos que dan origen a otra corrien-
te en el otro circuito Veamos esto en detalle
La figura 41 ilustra lo que sucede cuando se establece una corriente
variable en el tiempo en una espira de alambre conductor La corriente
en la espira izquierda tiene asociado su correspondiente campo magneacute-
tico que da origen a un campo eleacutectrico en la otra espira (no mostrado
en la figura) Ese campo eleacutectrico actuacutea sobre los electrones de la otra
espira como si fuera una FEM convencional creando una corriente Si
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo la corriente no aparece El
resultado tambieacuten depende del nuacutemero de liacuteneas de induccioacuten magneacuteti-
ca que atraviesen el aacuterea S Si la espira es paralela a las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica no habraacute corriente (en la figura 41 la espira derecha
estariacutea rotada 90 grados)
Figura 41 Corriente inducida en una es-
pira de alambre conductor
80
Sin embargo tambieacuten aparece corriente en la espira derecha cuando
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo pero el aacuterea S encerrada
por la espira y perpendicular a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica siacute lo
hace (por ejemplo si la espira de la derecha oscila o gira alrededor de
un eje vertical) De manera que el aacutengulo θ que forman el aacuterea S y las
liacuteneas de induccioacuten magneacutetica tambieacuten tiene importancia en la genera-
cioacuten de posibles corrientes en la espira
Se encuentra experimentalmente que la FEM inducida en la espira
(ind) es igual a la variacioacuten del flujo = BScos en la unidad de tiem-
po
ind t
Este resultado se conoce como Ley de Faraday La letra griega
(delta) indica siempre la variacioacuten del correspondiente paraacutemetro Por
ejemplo si t indica la variable tiempo t = t ndash to donde t y to represen-
tan un instante final e inicial respectivamente
Se puede predecir el sentido que tendraacute la corriente en la espira a
partir de la Ley de Lenz Esta ley establece que el sentido de la FEM (y
de la corriente inducida) es tal que siempre se opone a la causa que la
produce Fue bautizada en honor a su descubridor Heinrich Friedrich
Emil Lenz y es usual designarla indistintamente como ley de Faraday-
Lenz
El principio de funcionamiento de los generadores eleacutectricos se fun-
damenta en la ley de Faraday-Lenz La variacioacuten del flujo en una espira
de alambre conductor que gira dentro de un campo magneacutetico produce
una FEM capaz de generar corriente en un circuito La FEM y la co-
rriente generadas pueden ser tanto continuas como alternas en depen-
dencia de coacutemo se dispongan conexiones de la espira rotatoria con el
circuito externo
Dinamo Un generador electromagneacutetico o dinamo es un mecanismo capaz de
convertir energiacutea mecaacutenica en energiacutea eleacutectrica sobre la base de la ley
de Faraday-Lenz El maacutes sencillo que se conoce es el dinamo de disco
desarrollado por el propio Faraday Consiste en un disco conductor de
cobre que va montado sobre un eje que pasa por su centro la parte del
disco entre el centro y el borde queda situada entre los polos de un imaacuten
de herradura (Figura 42) Cuando el disco se hace girar con una mani-
vela aparece una FEM continua entre el centro y el borde
Figura 42 El primer generador electromecaacutenico el di-
namo de disco de Faraday Tomado de
httpwwwastrovirginiaedu
El movimiento relativo entre el disco y el imaacuten hace que las fuerzas
magneacuteticas actuacuteen sobre los electrones deacutebilmente ligados del disco
creando una corriente eleacutectrica que siempre va en el mismo sentido El
dispositivo tambieacuten se puede adaptar para funcionar a la inversa como
un motor aplicando una FEM externa entre el borde y su centro lo que
haraacute girar el disco
Cualquier generador moderno tiene dos partes fundamentales un
imaacuten permanente (o un electroimaacuten) que proporciona el campo magneacute-
tico y la armadura estructura que sostiene los conductores que cortan
el campo magneacutetico en su movimiento y transportan la corriente indu-
cida La armadura es usualmente un nuacutecleo de hierro laminado alrede-
dor del cual se enrollan en bobinas los cables conductores
El campo magneacutetico de un imaacuten permanente es bastante fuerte como
para hacer funcionar un dinamo pequentildeo los de mayor capacidad gene-
radora utilizan electroimanes
El principio de operacioacuten de un generador de corriente alterna se
muestra en la figura 43 Es bastante similar al de la corriente continua
con algunos cambios que mejoran la eficiencia de la conversioacuten energeacute-
tica y hacen que el sentido de la FEM se invierta perioacutedicamente
Enormes generadores de este tipo movidos por turbinas impulsadas
por la fuerza hidraacuteulica (plantas hidroeleacutectricas) por el vapor de agua
(plantas termoeleacutectricas y atomoeleacutectricas) o por el viento (eoacutelicas) son
los encargados de producir la mayor parte de la energiacutea eleacutectrica que se
consume en el planeta
Figura 43 Generacioacuten de una corriente alterna
Transformadore e inductor
El transformador es un dispositivo muy utilizado en circuitos eleacutectricos
y electroacutenicos No posee partes moacuteviles y funciona basado en la ley de
Faraday-Lenz La red eleacutectrica comercial utiliza estos dispositivos para
elevar el voltaje y transmitir la energiacutea eleacutectrica a grandes distancias
pues asiacute el proceso resulta mucho maacutes eficiente y las peacuterdidas de ener-
giacutea en los alambres mucho menores
Los transformadores tambieacuten se utilizan para reducir el alto voltaje y
poder llevar la energiacutea hasta las viviendas de una forma menos peligro-
sa (110 y 220 V para aplicaciones no industriales) Cuando la diferencia
de potencial entre el alambre conductor y la tierra es muy alta el aire se
ioniza parcialmente en los alrededores del alambre y se vuelve conduc-
tor Si hay otro objeto cercano unido a tierra puede saltar una chispa
causando quemaduras e incluso volatilizando parte de los cuerpos que
intervengan en la conduccioacuten Las corrientes que se generan pueden ser
de miles de amperes como comparacioacuten el motor de arranque de un
automoacutevil consume solo unos pocos amperes
Para ser eficientes los transformadores de potencia deben disipar la
menor cantidad posible de energiacutea durante su funcionamiento una disi-
pacioacuten de tan solo 05 en un gran transformador genera enormes
cantidades de peacuterdidas por calor Los transformadores de la red comer-
cial disponen de un circuito de refrigeracioacuten que utiliza aceite para el
enfriamiento El aceite circula por dentro del transformador y disipa el
calor mediante radiadores externos La inmensa mayoriacutea de los equipos
electroacutenicos tambieacuten utilizan transformadores de distinto tipo para ajus-
tar el voltaje suministrado por la red comercial al que realmente necesi-
tan sus circuitos
Un transformador estaacute formado esencialmente por un nuacutecleo de ma-
terial ferro o ferrimagneacutetico blando cuya funcioacuten es la de concentrar y
reforzar las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica y dos enrollados de alambre
con diferente nuacutemero de vueltas N1 y N2 el primario y el secundario
Cuando se hace circular una corriente alterna por el enrollado primario
se genera un campo magneacutetico tambieacuten alterno proporcional a N1 Ese
campo magneacutetico alterno es reforzado y guiado por el nuacutecleo ferro-
magneacutetico hasta el enrollado secundario donde induce una FEM que es
proporcional a N2 Controlando el nuacutemero de vueltas N1 y N2 es posible
regular la relacioacuten entre el voltaje a la salida y a la entrada del trans-
formador ya que a partir de la ley de Faraday se obtiene que los volta-
jes en el primario y secundario guardan la relacioacuten aproximada V1V2 =
N1 N2 (Figura 44)
Figura 44 Transformador e inductor
Otro dispositivo muy usado en la electroacutenica que funciona sobre la
base de la ley de Faraday-Lenz es el inductor o inductancia Un induc-
tor no es maacutes que una bobina sencilla con un nuacutecleo de material ferro o
ferrimagneacutetico blando Al aplicar un voltaje alterno la corriente varia-
ble que se establece crea un campo magneacutetico y una FEM inducida que
seguacuten Lenz se opone a la causa que lo origina es decir se opone al
paso de la corriente
Mientras mayor es la frecuencia de la sentildeal y mayor la variacioacuten del
campo en el tiempo mayor es la oposicioacuten que presenta el inductor por
el contrario cuando la frecuencia disminuye la oposicioacuten es cada vez
menor Si la corriente no variacutea (frecuencia cero) el flujo magneacutetico no
variacutea (t = 0) y por tanto no hay FEM inducida que se oponga a la
corriente Como resultado el inductor es un dispositivo que no afecta
notablemente la corriente continua pero se opone al paso de la corrien-
te alterna La oposicioacuten se mide por la reactancia inductiva XL = 2
L donde L es un factor caracteriacutestico del inductor (su inductancia) A
mayor frecuencia mayor oposicioacuten A diferencia del resistor un in-
ductor disipa poco calor al paso de la corriente por efecto Joule pues el
enrollado de aleacioacuten de cobre o aluminio posee una resistividad muy
baja
Los capacitores ndashdispositivos que trabajan almacenando cargas y
campos eleacutectricos- tambieacuten se oponen al paso de la corriente alterna
pero al contrario de los inductores no dejan pasar la corriente conti-
nua y su oposicioacuten al paso de la corriente disminuye cuando aumenta
la frecuencia En este caso el paraacutemetro caracteriacutestico es la reactancia
capacitiva 1
X =C2πνC
donde C es la capacidad del condensador
Es necesario gastar o consumir energiacutea para crear un campo magneacute-
tico pero esa energiacutea no se pierde Se almacena en el campo magneacutetico
y se revierte nuevamente al circuito al variar el sentido de la corriente
en cada ciclo Sin embargo a causa de la histeacuteresis y de las corrientes
inducidas que aparecen en el nuacutecleo ferromagneacutetico en cada ciclo
siempre se pierde una pequentildea cantidad de energiacutea en forma de calor
Este calor es adicional al que se pierde en los alambres por efecto Joule
En combinacioacuten con los capacitores los inductores se utilizan en
circuitos resonantes y filtros que permiten sintonizar o separar una fre-
cuencia determinada (o un pequentildeo intervalo de frecuencias) de una
mezcla de sentildeales con un intervalo amplio de frecuencias Es el meacutetodo
utilizado en los receptores de radio y TV para seleccionar o sintonizar
una frecuencia especiacutefica entre todas las que se reciben en la antena
Radiacioacuten electromagneacutetica
No es necesario que un circuito esteacute presente para que el campo magneacute-
tico genere un campo eleacutectrico Incluso en el vaciacuteo un campo magneacuteti-
co variable en el tiempo siempre tendraacute asociado su correspondiente
campo eleacutectrico
El campo eleacutectrico generado de esta manera posee la caracteriacutestica
de que sus liacuteneas de fuerza son cerradas y de direccioacuten perpendicular a
las del campo magneacutetico En la Fiacutesica esos campos se denominan no
conservativos porque son capaces de entregar energiacutea al realizar un
ciclo cerrado Cuando ocurre lo contrario el campo es conservativo
Si un campo magneacutetico variable actuacutea sobre un cuerpo conductor
macizo el campo eleacutectrico inducido es capaz de engendrar o generar
corrientes en el seno del cuerpo las denominadas corrientes de Fou-
cault Si ese campo magneacutetico incide sobre el cuerpo humano el campo
eleacutectrico asociado seraacute capaz de generar corrientes alternas en su inte-
rior
Como se expresoacute al inicio la naturaleza de los campos eleacutectricos y
magneacuteticos es tal que el efecto inverso tambieacuten tiene lugar un campo
eleacutectrico variable en el tiempo da origen a un campo magneacutetico Por
tanto los campos eleacutectricos y magneacuteticos variables no son independien-
tes siempre se presentan conjuntamente y de ahiacute la denominacioacuten de
campo electromagneacutetico
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
La aceleracioacuten es la relacioacuten que existe entre la variacioacuten de la veloci-
dad de un cuerpo y el tiempo que tarda en ocurrir esa variacioacuten Consi-
derando una partiacutecula que se mueve a lo largo de una recta si to repre-
senta la lectura del reloj cuando la velocidad era vo y t una lectura pos-
terior cuando la velocidad tiene otro valor v la aceleracioacuten media am en
ese intervalo se calcula por la expresioacuten am = (v-vo) (t-to) lo que tam-
bieacuten se indica como a = ΔvΔt En esas condiciones la aceleracioacuten pue-
de ser tanto positiva (la velocidad aumenta al transcurrir el tiempo)
como negativa (la velocidad se reduce)
Las cargas eleacutectricas aceleradas son capaces de generar campos
electromagneacuteticos en forma de ondas que se propagan en el espacio Es
posible crear estas ondas mediante una antena con dos extremos abier-
tos o terminales que alternadamente se cargan positiva y negativamente
(dipolo) La tiacutepica antena de televisioacuten es un dipolo pero que solo se
usa para recibir y no para emitir ondas electromagneacuteticas
86
Un tipo de antena emisora muy comuacuten es la antena Marconi Se tra-
ta de una barra o varilla vertical que forma la mitad del dipolo mientras
que la tierra actuacutea como la otra mitad Este tipo de antena tambieacuten se
utiliza en automoacuteviles y teleacutefonos inalaacutembricos (Figura 45) En este
caso la parte metaacutelica del automoacutevil o teleacutefono actuacutea como la otra mitad
del dipolo En los teleacutefonos celulares las antenas tipo Marconi evolu-
cionaron hacia las maacutes eficientes antenas fractales que permiten ocul-
tar la antena completamente en el interior del equipo (figura 46)
Figura 45 Propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacutetica
Los campos magneacuteticos generan campos eleacutectricos y vice-
versa La sentildeal radiada se propaga con la velocidad de la
luz
Figura 46 Figura 04-06 Interior de un teleacutefono celular
mostrando la antena fractal en el recuadro a la derecha (al-
fombra de Sierspinski)
Cuando la antena tiene las dimensiones adecuadas al aplicarle una
FEM alterna se logra que emita radiaciones al espacio que la rodea
Operando sobre la FEM y modificaacutendola de manera adecuada es posi-
ble usar la radiacioacuten para transmitir informacioacuten de todo tipo (sonido
imaacutegenes informacioacuten digitalizada) La energiacutea radiada se propaga a la
velocidad de la luz unos 300 000 kiloacutemetros por segundo en el vaciacuteo y
algo menor en otros medios
Espectro electromagneacutetico James Clerk Maxwell fiacutesico ingleacutes amplioacute las investigaciones de Mi-
chael Faraday sobre los campos electromagneacuteticos y logroacute encontrar las
relaciones matemaacuteticas que describen su comportamiento Sus resulta-
dos lo convirtieron en uno de los cientiacuteficos maacutes importantes del siglo
XIX Su obra maacutes importante es el Treatise on Electricity and Magne-
tism (1873) donde publicoacute su conjunto de cuatro ecuaciones diferen-
ciales o Leyes de Maxwell en las que se describe la naturaleza de los
campos electromagneacuteticos en teacuterminos de espacio y tiempo
Maxwell demostroacute que la propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacute-
tica en el vaciacuteo o en cualquier otro medio se describe de forma similar
a las ondas que se propagan en la superficie del agua cuando ocurre una
perturbacioacuten (por ejemplo como cuando se deja caer una piedra en
aguas tranquilas) La velocidad de propagacioacuten vp de la onda es la ve-
locidad con que se propaga o avanza la perturbacioacuten en el medio La
amplitud de la onda es el tamantildeo maacuteximo que alcanzan sus valles o
crestas al oscilar (figura 47) La intensidad de la onda se define como
la energiacutea por unidad de tiempo que es capaz de transportar a traveacutes de
la unidad de superficie perpendicular a la direccioacuten de propagacioacuten Se
mide en wattm2 Mientras mayor sea la amplitud de la onda mayor
seraacute su intensidad
Figura 47 Representacioacuten de una onda mecaacutenica
88
La distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos es la longi-
tud de onda (lambda) y el nuacutemero de veces que una cresta (o un va-
lle) se repite por segundo en una posicioacuten determinada es la frecuencia
(nuacute) de la onda Como se dijo anteriormente la frecuencia se expresa
en oscilaciones por segundo (Hz) La longitud de onda y la frecuencia
no son independientes Estos paraacutemetros se relacionan con la velocidad
de propagacioacuten por la expresioacuten vp =
En la onda que viaja por la superficie de una charca oscilan las mo-
leacuteculas de agua En la radiacioacuten electromagneacutetica lo que oscila son los
campos eleacutectrico y magneacutetico cada uno creando al otro continuamente
a medida que la onda avanza o se propaga con la velocidad de la luz
(Figura 48) Para tener una idea de lo que significa esta velocidad se
puede considerar que el periacutemetro de la tierra (su longitud) es de unos
40 000 kiloacutemetros por el ecuador Como en el vaciacuteo la luz recorre 300
000 km en un segundo en ese tiempo una onda de radio es capaz de dar
7 vueltas y media a la Tierra (En un medio diferente al vaciacuteo la veloci-
dad es algo menor pero muy poco)
Figura 48 Figura 04-08 Representacioacuten instantaacutenea de
una onda electromagneacutetica Los campos E y H son perpen-
diculares entre siacute y a la direccioacuten de propagacioacuten
Se le llama espectro electromagneacutetico al conjunto de todas las posibles
frecuencias con que puede presentarse una onda electromagneacutetica (tabla
41) Abarca una regioacuten muy amplia desde unas pocas decenas de Hz
hasta miles de millones de Hz Las propiedades de la onda electromag-
neacutetica variacutean notablemente en dependencia de su frecuencia las radia-
ciones de maacutes baja frecuencia constituyen las conocidas ondas de radio
(onda larga) la de maacutes alta frecuencia es la radiacioacuten gamma penetran-
te (de la letra griega ) que se produce en los elementos radiactivos o
en procesos subatoacutemicos tales como la aniquilacioacuten de un par electroacuten
positroacuten Las explosiones de supernovas y otros fenoacutemenos astrofiacutesicos
muy intensos tambieacuten generan cantidades apreciables de radiacioacuten γ
Dentro del intervalo comprendido entre las ondas de radio y la radia-
cioacuten γ se encuentran todas las demaacutes radiaciones onda corta radiacioacuten
infrarroja (IR) espectro visible ultravioleta (UV) y rayos X
TABLA 41
Espectro electromagneacutetico
f(Hz) (m) Denominacioacuten
102 - 1010 106 ndash 10-1 Ondas de radio
1010 - 1012 10-1 ndash 10-3 Microondas
1012 - 1014 10-3 ndash 10-6 Infrarrojo
1014 - 1015 10-6 ndash 10-7 Visible
1015 - 1016 10-7 ndash 10-8 Ultravioleta
1017 - 1020 10-9 ndash 10-11 Rayos X
gt 1020 lt 10-11 Rayos gamma
Los rayos gamma y los rayos X lsquodurosrsquo tienen una longitud de on-
da de entre 0005 y 05 nm (un nm o nanoacutemetro equivale a 10-9 m o
una milloneacutesima de miliacutemetro) Los rayos X lsquoblandosrsquo se superponen
con la radiacioacuten ultravioleta en longitudes de onda proacuteximas a los 50
nm El ultravioleta a su vez da paso a la luz visible que va aproxi-
madamente desde 380 hasta 760 nm Los rayos infrarrojos o radia-
cioacuten de calor se solapan con las frecuencias de radio de microondas
entre los 100000 y 400000 nm Por encima de esta longitud de onda
hasta unos 15000 metros el espectro estaacute ocupado por las diferentes
ondas de radio Maacutes allaacute de la zona de radio el espectro entra en la
regioacuten de bajas frecuencias cuyas longitudes de onda llegan a medir-
se en decenas de miles de kiloacutemetros
Transmisioacuten de sentildeales
Se reconoce al ingeniero italiano Guglielmo Marconi (1874-1937)
como el inventor del primer sistema praacutectico de transmisioacuten de in-
formacioacuten mediante sentildeales de radio a finales del siglo XIX En
1890 se interesaba por la telegrafiacutea sin hilos y hacia 1895 habiacutea in-
ventado un aparato con el que consiguioacute enviar sentildeales a varios kiloacute-
metros de distancia mediante una antena direccional En 1899 esta-
blecioacute la comunicacioacuten inalaacutembrica entre Inglaterra y Francia a traveacutes
del canal de la Mancha Las marinas italiana y britaacutenica pronto adop-
taron su sistema y hacia 1907 habiacutea alcanzado tal perfeccionamiento
que se establecioacute un servicio trasatlaacutentico de telegrafiacutea sin hilos para
uso puacuteblico
El descubrimiento de las ondas de radio dio lugar a un impetuoso
desarrollo de los medios de comunicacioacuten incluyendo la televisioacuten el
radar los sistemas de navegacioacuten la comunicacioacuten espacial y la telefo-
niacutea celular con infinidad de aplicaciones en otras ciencias como la me-
teorologiacutea y la astronomiacutea
Las ondas de radio son aquellas cuya frecuencia va desde unos po-
cos kilohertz (kHz) hasta 300 gigahertz (GHz) Un kilohertz equivale a
mil ciclos por segundo y un megahertz (MHz) a un milloacuten un gi-
gahertz equivale a 109 Hz o 1 000 MHz La denominada onda media de
los receptores de radio en amplitud modulada (AM) cubre el intervalo
535ndash1 605 kHz Las frecuencias mayores corresponden a las ondas
cortas de diferentes bandas
Las propiedades de las ondas de radio dependen de su frecuencia (o de su equivalente la longitud de onda ) por lo que usualmente se utili-zan ondas de radio de diferente para distintos fines Las ondas maacutes cortas poseen una frecuencia maacutes alta (maacutes oscilaciones por segundo) las maacutes largas tienen una frecuencia maacutes baja La relacioacuten entre y la frecuencia es
= c
donde c es la velocidad de la luz
En una atmoacutesfera uniforme la radiacioacuten electromagneacutetica se propa-
ga en liacutenea recta Como la superficie terrestre es praacutecticamente esfeacuterica
la comunicacioacuten radiofoacutenica a larga distancia solo es posible gracias a
que las ondas largas se reflejan en la ionosfera una regioacuten de la atmoacutes-
fera compuesta de varias capas de aire ionizado que se extiende desde
una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o
maacutes (Figura 49) En comparacioacuten la altura de vuelo de las liacuteneas aeacute-
reas comerciales es de 10 km
A estas alturas el aire estaacute enrarecido en extremo como si se hubiera hecho vaciacuteo con una bomba mecaacutenica Cuando las partiacuteculas gaseosas de la atmoacutesfera se ionizan a causa de la radiacioacuten ultravioleta del sol
tienden a permanecer ionizadas debido a las miacutenimas colisiones que se producen con otras partiacuteculas Estas partiacuteculas ionizadas son capaces de reflejar parcialmente las ondas de radio De ahiacute que soacutelo una parte de la energiacutea radiada por un transmisor hacia la ionosfera es transmitida ha-cia el exterior otra es absorbida y la restante es reflejada hacia la super-ficie de la Tierra Este uacuteltimo efecto permite la recepcioacuten de sentildeales de radio a distancias mucho mayores de lo que seriacutea posible con ondas que viajaran solo en liacutenea recta
Figura 49 Capas de la atmoacutesfera troposfera estratosfe-
ra mesosfera e ionosfera La curva quebrada indica la
temperatura seguacuten la escala superior
Las ondas de frecuencia superior a los 300 MHz ( lt 10 m) se sub-
dividen en cuatro categoriacuteas muy alta frecuencia (VHF del ingleacutes very
high frequency) ultra alta frecuencia (ultra high frequency UHF) su-
peralta frecuencia (super high frequency SHF) y extremadamente alta
frecuencia (extremely high frequency EHF) Estas ondas no se reflejan
en la ionosfera por lo que solo se pueden captar cuando el receptor se
encuentra en liacutenea recta con el emisor Sin embargo son muy uacutetiles en
las comunicaciones espaciales
Tambieacuten se usa el teacutermino microondas para designar las ondas elec-
tromagneacuteticas en la regioacuten de frecuencias UHF y EHF cuya longitud
de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm ( = 1 a 300
GHz) Las microondas tienen aplicaciones en las comunicaciones de
todo tipo viacutea sateacutelite en la meteorologiacutea la medicioacuten de distancias e
incluso se utilizan para cocinar alimentos en los hornos de microondas
En la tabla 42 aparece resumida la clasificacioacuten de las ondas de radio
de acuerdo con su frecuencia y su longitud de onda Al interaccionar
con la atmoacutesfera la atenuacioacuten no es la misma para todas las frecuen-
cias Las ondas con inferiores a unos pocos centiacutemetros son absorbi-
das por las gotas de agua o por las nubes las inferiores a 15 cm pueden
incluso quedar absorbidas por el vapor de agua que hay normalmente
en una atmoacutesfera limpia
TABLA 42
Clasificacioacuten de las ondas de radio
Frecuencia Denominacioacuten Abreviatura
3 ndash 30 kHz Muy baja frecuencia VLF 105 ndash 104 m
30-300 kHz Baja frecuencia LF 104 ndash 103 m
300-3 000 kHz Frecuencia media MF 103 ndash 102 m
3-30 MHz Alta frecuencia (on-
da corta)
HF 102 ndash 10 m
30-300 MHz Muy alta frecuencia VHF 10 ndash 1 m
300-3 000 MHz Frecuencia ultra alta UHF 1 m ndash 10 cm
3-30 GHz Frecuencia superalta SHF 10 ndash 1 cm
30-300 GHz Extremadamente alta EHF 1 cm ndash 1 mm
Transmisioacuten de potencia Horno de microondas
Una de las propiedades de la radiacioacuten de alta frecuencia al interaccio-
nar con muchos materiales es la de generar calor Los hornos de micro-
ondas funcionan en la regioacuten UHF a frecuencias cercanas a los 2 450
MHz La componente del campo eleacutectrico E de la onda interacciona
fuertemente con el momento dipolo eleacutectrico de las moleacuteculas del agua
93
y otras moleacuteculas polares que componen los alimentos Esas moleacuteculas
son forzadas a seguir las oscilaciones de la onda electromagneacutetica in-
crementaacutendose su movimiento de rotacioacuten y vibracioacuten al nivel micros-
coacutepico Un incremento microscoacutepico del movimiento se refleja en lo
macroscoacutepico como un aumento de temperatura que es transmitido a
los restantes aacutetomos y moleacuteculas por los mecanismos usuales de trans-
misioacuten del calor conveccioacuten conduccioacuten y radiacioacuten La conveccioacuten
se refiere al flujo circulatorio de gas o liacutequido desde las zonas maacutes ca-
lientes a las maacutes friacuteas la conduccioacuten al contacto directo entre soacutelidos
mientras que la radiacioacuten implica la transmisioacuten de calor por radiacioacuten
electromagneacutetica esencialmente en la regioacuten infrarroja-visible del es-
pectro (cap 5)
Las microondas no pueden penetrar en los recipientes metaacutelicos para
calentar la comida pues los metales reflejan las ondas de radio de la
misma forma que un espejo refleja la luz visible Sin embargo pueden
atravesar recipientes no metaacutelicos como vidrios ceraacutemicas o plaacutesticos
sin calentarlos para ser absorbidas solamente por los alimentos en su
interior Como la radiacioacuten penetra profundamente en los tejidos bioloacute-
gicos los alimentos se cocinan en profundidad a diferencia de lo que
ocurre en un horno convencional donde el calor se recibe solo en la
superficie y avanza lentamente de fuera hacia dentro Ademaacutes la ener-
giacutea solo se emplea en calentar los alimentos sin necesidad de elevar la
temperatura de los recipientes o de las paredes del horno Por ese moti-
vo los alimentos tardan menos en hornearse y se gasta mucha menos
energiacutea en el proceso
Cuando la intensidad de la radiacioacuten es muy alta la exposicioacuten a las
microondas puede ser muy peligrosa Tambieacuten es importante el tiempo
de exposicioacuten Tanto la alta intensidad como una larga exposicioacuten pue-
den ocasionar quemaduras cataratas oculares dantildeos en el sistema ner-
vioso o esterilidad Auacuten no se conocen bien los efectos de la exposi-
cioacuten a las microondas de baja intensidad durante largos periacuteodos
Cocina de induccioacuten
La cocina de induccioacuten trabajan a frecuencias mucho menores que las
de los hornos de microondas esencialmente en el intervalo de frecuen-
cias entre 20 y 100 kHz No calienta directamente los alimentos como
en los hornos sino que genera corrientes de Foucault en un material
ferromagneacutetico-resistivo adosado al fondo de la cazuela que finalmente
produce el calor que se emplea en cocinar los alimentos (figura 410)
Figura 410 Mecanismo del calentamiento por induccioacuten
Durante su funcionamiento el campo magneacutetico variable generado por
una bobina da origen a un campo eleacutectrico tambieacuten variable y ambos se
propagan en todas direcciones -no soacutelo como se muestra en la figura-
atravesando la vitroceraacutemica no absorbente Es la componente eleacutectrica
quien genera las corrientes y producen calentamiento por efecto Joule
en el material magneacutetico del fondo de la olla tal como ocurre en una
cocina de resistencia convencional
A diferencia de los hornos de microondas estas cocinas no se pue-
den utilizar con recipientes de loza barro tefloacuten o cualquier otro mate-
rial aislante Tampoco con cualquier recipiente de aluminio o cobre u
otro metal no magneacutetico pues a la frecuencia de trabajo de la cocina
estos metales reflejan la radiacioacuten electromagneacutetica con gran efectivi-
dad La otra diferencia esencial con los hornos de microondas donde
la radiacioacuten se mantiene confinada en su interior por paredes reflectan-
tes es que en una cocina de induccioacuten la radiacioacuten se dispersa en todas
direcciones generando contaminacioacuten electromagneacutetica en mayor o
menor grado
Investigaciones recientes muestran la posibilidad de efectos perjudicia-
les sobre los genes de diversos tipos de ceacutelulas mientras que por
95
otra parte no existen estudios que demuestren que ese intervalo de fre-
cuencias esas radiaciones sean inocuas especialmente a la intensidad
en que son emitidas con potencia suficiente para cocinar alimentos
Las posibles afectaciones incluyen efectos geneacuteticos en el feto en las
gestantes dada la cercaniacutea de la regioacuten abdominal a la fuente de radia-
ciones asiacute como roturas u otras alteraciones en los genes de espermato-
zoides y oacutevulos de personas adultas (ver artiacuteculo review de Lai H en
las referencias)
Estimacioacuten de distancias radar Los sistemas para medir distancias mediante la radiacioacuten estaacuten basados
en el radar palabra que se deriva del ingleacutes radio detection and ran-
ging El radar detecta objetos fuera del alcance de la vista y determina
a queacute distancia se encuentran al proyectar sobre ellos ondas de radio Se
comenzoacute a utilizar de manera generalizada durante la II Guerra Mun-
dial (1939-1945)
Su funcionamiento estaacute basado en la propiedad que tienen las ondas
electromagneacuteticas de reflejarse en determinadas superficies En un
equipo de radar un transmisor de radio de alta frecuencia emite un haz
de radiacioacuten durante un corto periacuteodo con una que puede ir desde
algunos centiacutemetros hasta cerca de 1 metro Los objetos que se hallan
en la trayectoria del haz reflejan las ondas de regreso hacia el transmi-
sor donde se coloca un receptor especialmente disentildeado para detectar-
las Midiendo por medios electroacutenicos el tiempo que tarda la sentildeal en ir
y regresar hasta el blanco y conocida la velocidad de propagacioacuten de la
sentildeal (asymp 300 000 kms) es posible calcular la distancia hasta el objeto
donde se reflejoacute el haz En un equipo de radar el proceso de transmi-
sioacuten-recepcioacuten de impulsos ocurre continuamente en fracciones de
segundo
El radar no solo detecta la presencia de un objeto remoto como un
avioacuten en el aire sino que es capaz de fijar su posicioacuten en el espacio su
tamantildeo y su forma aproximada asiacute como la direccioacuten de su movimien-
to y su velocidad
Aunque en sus oriacutegenes fue un instrumento beacutelico hoy se utiliza
ampliamente para fines paciacuteficos como la navegacioacuten mariacutetima y el
control de traacutefico aeacutereo El radar ha encontrado una aplicacioacuten casi
universal en la meteorologiacutea y la prediccioacuten del tiempo ademaacutes de
localizar perturbaciones importantes como los huracanes o los tornados
tambieacuten se usa para efectuar el seguimiento de las condiciones climato-
loacutegicas locales Los radares meteoroloacutegicos proporcionan informacioacuten
acerca del volumen de las precipitaciones y permiten alertar con antela-
cioacuten sobre posibles inundaciones Los maacutes recientes dan la posibilidad
de medir la velocidad del viento cuando hay tormenta a partir de un
fenoacutemeno conocido como efecto Doppler
Radares de otro tipo son utilizados por la policiacutea de traacutensito para de-
terminar la velocidad de los vehiacuteculos y cuantificar la densidad del
traacutefico en las calles principales Tambieacuten para controlar automaacutetica-
mente los semaacuteforos Por ejemplo hay sistemas que pueden proyectar
la luz roja automaacuteticamente si el vehiacuteculo se acerca a un cruce de cui-
dado con una velocidad por encima del liacutemite permitido
Resonancia magneacutetica Otro tipo de interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia en la regioacuten de
altas frecuencias es la resonancia magneacutetica Existen diversos tipos
nuclear paramagneacutetica electroacutenica ferromagneacutetica antiferromagneacutetica
de ondas de spin cuadrupolar nuclear y resonancia de spin de electro-
nes de conduccioacuten todas se aplican mayormente en la investigacioacuten
cientiacutefica Se describiraacute solamente la resonancia magneacutetica nuclear
(RMN) ya que es la maacutes conocida por haberse extendido su uso como
herramienta de diagnoacutestico en la medicina
La RMN no implica radiactividad ni ninguacuten otro tipo de radiacioacuten
ionizante pues se trabaja uacutenicamente en la regioacuten de radiofrecuencias
El nuacutecleo atoacutemico posee un momento magneacutetico N similar al momen-
to magneacutetico de spin del electroacuten s Como su valor es miles de veces
menor que el de s no es necesario tomarlo en cuenta al analizar las
propiedades diamagneacuteticas paramagneacuteticas o ferromagneacuteticas de una
determinada sustancia
Sin embargo cuando se hace incidir radiacioacuten de frecuencia ade-
cuada sobre una sustancia que a la vez estaacute sometida a un campo mag-
neacutetico estaacutetico de gran intensidad el momento magneacutetico nuclear es
capaz de interaccionar con esa radiacioacuten y absorber gran cantidad de
energiacutea Esto es precisamente lo que caracteriza una resonancia la
absorcioacuten soacutelo tiene lugar a una frecuencia especiacutefica (o en un intervalo
de frecuencias muy estrecho a su alrededor) y no a cualquier frecuen-
cia
97
Como fuente de radiacioacuten se utiliza una bobina por la que circula
una corriente alterna de frecuencia adecuada (figura 411)
La descripcioacuten de lo que ocurre seguacuten la fiacutesica claacutesica es la si-
guiente cuando el campo estaacutetico externo (de intensidad Bo en la figu-
ra) interacciona con los momentos magneacuteticos nucleares tiende a ali-
nearlos en una direccioacuten paralela a las liacuteneas de induccioacuten perpendicu-
lar al polo del electroimaacuten en la figura Sin embargo esta alineacioacuten no
llega a ser perfecta pues los momentos magneacuteticos tienen tendencia a
rotar alrededor de las liacuteneas de induccioacuten Este movimiento particular
de rotacioacuten se conoce como precesioacuten similar al cabeceo de los trom-
pos cuando van perdiendo velocidad se ha representado por la flecha (o
vector) en el recuadro a la derecha de la figura 411
Figura 411 Esquema de un experimento de reso-
nancia magneacutetica
El nuacutemero de rotaciones por segundo que realiza el vector es la fre-
cuencia de precesioacuten o que depende de Bo seguacuten la expresioacuten o =
4258Bo (o en MHz y Bo en T) Cuando la frecuencia de la sentildeal
externa aplicada coincide con o se produce la resonancia Asiacute para
lograr la resonancia de los protones del agua si Bo = 05 T se necesita
aplicar una sentildeal en la bobina de 213 MHz aproximadamente Esta
particularidad de interaccionar con los protones del agua se utiliza en
los equipos modernos de obtencioacuten de imaacutegenes por resonancia magneacute-
tica para diagnoacutestico meacutedico (capiacutetulo 6)
Deteccioacuten de metales El desarrollo de instrumentos capaces de detectar metales bajo tierra
mediante ondas de radio estaacute asociado a los primeros ensayos de em-
plear esas ondas en sistemas de orientacioacuten aeacuterea alrededor de 1920
Estos intentos proporcionaron versiones primitivas de los modernos
radiogonioacutemetros que se utilizan hoy diacutea en la navegacioacuten mariacutetima y
aeacuterea Se buscaba que los aviones fueran capaces de orientarse en diacuteas
muy nubosos o con niebla para esto se utilizaba como emisor de ondas
la torre transmisora de alguna estacioacuten local de radio de ubicacioacuten co-
nocida Como sistema receptor en el aeroplano capaz de determinar la
direccioacuten de la emisora se utilizaba una antena direccional en forma de
aro o anillo metaacutelico abierto con los extremos unidos por conductores
al equipo receptor de radio
La antena direccional funciona de la manera siguiente cuando el
plano de la circunferencia que forma la antena receptora se encuentra
paralelo a la liacutenea recta que va desde el avioacuten a la antena emisora la
recepcioacuten es maacutexima cuando este plano estaacute perpendicular a esa liacutenea
lo que equivale a rotar la antena frac14 de vuelta de su posicioacuten de maacutexima
recepcioacuten la recepcioacuten es praacutecticamente nula La mayoriacutea de los recep-
tores de amplitud modulada (AM) poseen en su interior antenas de este
tipo en forma de bobina con muchas vueltas de alambre (enrolladas
usualmente sobre un nuacutecleo de ferrita figura 412) por lo que la inten-
sidad de la recepcioacuten depende fuertemente de la orientacioacuten del recep-
tor respecto a la emisora Cuando el extremo de la bobina apunta direc-
tamente hacia la fuente emisora la sentildeal es miacutenima y puede llegar a
anularse totalmente
Figura 412 Dependencia de la recepcioacuten de la
sentildeal en funcioacuten del aacutengulo de la antena con la ra-
diacioacuten incidente
Este efecto de recepcioacuten nula cuando la espira estaacute orientada hacia la
direccioacuten de la fuente emisora es el principio baacutesico de operacioacuten de los
antiguos sistemas de orientacioacuten aeacuterea pues la posicioacuten de no recep-
cioacuten es muy precisa y se utilizaba para situar al avioacuten en la direccioacuten
determinada
La direccioacuten que se iba a seguir se determinaba girando la antena re-
ceptora hasta obtener sentildeal cero El piloto podiacutea entonces ir corrigiendo
a conveniencia la direccioacuten del vuelo hasta lograr la direccioacuten deseada
Sin embargo ya desde los primeros intentos de llevar a cabo esta
teacutecnica de orientacioacuten surgiacutean errores significativos cuando se sobrevo-
laban determinados territorios Diferentes pilotos en diversos aviones
guiaacutendose por la misma estacioacuten emisora encontraban siempre los
mismos errores en los mismos lugares Investigaciones posteriores re-
velaron que donde ocurriacutean las interferencias habiacutea yacimientos mine-
rales con alto contenido de metal o existiacutean grandes construcciones de
ese material como por ejemplo el techo de tejas metaacutelicas de una gran
faacutebrica
Finalmente se logroacute encontrar la siguiente explicacioacuten una antena
emisora emite radiacioacuten en todas direcciones Si la sentildeal posee suficien-
te intensidad seraacute capaz de inducir corrientes significativas en un buen
conductor como un techo metaacutelico o un gran tanque de agua o combus-
tible Esas corrientes inducidas son capaces de emitir a su vez una
sentildeal secundaria con la frecuencia de la fuente original tambieacuten en
todas direcciones aunque de mucha menor intensidad No obstante si
el receptor utilizado en un avioacuten es sensible las sentildeales secundarias se
detectaraacuten superpuestas a la sentildeal original cuando el avioacuten se encuentra
cerca de la fuente secundaria
Para obtener la sentildeal cero que serviacutea de referencia al piloto el plano
de la antena del avioacuten debiacutea estar perfectamente perpendicular a la di-
reccioacuten de la antena emisora Como la radiacioacuten de la antena emisora y
la reflejada por el emisor secundario no proveniacutean de la misma direc-
cioacuten no era posible lograr que la sentildeal en la antena receptora del avioacuten
se anulara totalmente y de ahiacute los errores de orientacioacuten detectados
(que pueden corregirse faacutecilmente una vez conocido su origen)
Se atribuye al teacutecnico de sistemas de navegacioacuten aeacuterea Gerhard Fis-
her la sugerencia de que la radiacioacuten secundaria emitida por el metal
podiacutea ser utilizada para la deteccioacuten de metales soterrados Esa praacutectica
ha tenido un gran desarrollo hasta nuestros diacuteas
100
Los detectores de metal contemporaacuteneos utilizan una sola antena
que trabaja alternadamente como emisor y receptor durante fracciones
de segundo en forma similar a como lo hace la antena de radar La
antena va ubicada en una especie de plato llano colocado en el extremo
de una barra o mango de sujecioacuten que contiene los circuitos electroacuteni-
cos y la bateriacutea que energiza el instrumento (figura 413)
Figura 413 Detector de metales Tomado de
httpschoolmechuwaeduau
En su estado baacutesico de funcionamiento el equipo no detecta sentildeal
alguna Cuando el plato se desplaza cerca del suelo o de una pared don-
de se halla enterrado alguacuten objeto metaacutelico como por ejemplo una
tuberiacutea aparece una sentildeal de rechazo causada por la radiacioacuten secun-
daria emitida por el metal Esa sentildeal origina una FEM inducida en la
antena que se puede amplificar por medios electroacutenicos para generar
sonido en un audiacutefono desviar una aguja indicadora o emitir una sentildeal
luminosa revelando asiacute la presencia del metal oculto
Un detector tiacutepico en el mercado pesa 375 libras opera a la fre-
cuencia de 12 kHz tiene sintoniacutea manual o automaacutetica a eleccioacuten es
capaz de indicar la profundidad a que se encuentra el metal y se energi-
za con 8 bateriacuteas tipo AA capaces de mantener trabajando el instru-
mento de 25 a 35 horas en reacutegimen de bajo consumo (utilizando audiacute-
fonos para ahorrar energiacutea) Los detectores maacutes sofisticados son capa-
ces de diferenciar entre diversos metales
101
Sistemas de deteccioacuten basados en principios similares se emplean en
el control de aduana de los aeropuertos para revelar la posible presencia
de armas ocultas las bobinas estaacuten insertadas en el marco de una puerta
que el viajero debe atravesar Tambieacuten existen detectores portaacutetiles del
tamantildeo aproximado de un teleacutefono celular en este caso un operador
desplaza el instrumento cerca de la persona examinada a pocos centiacute-
metros de los lugares del cuerpo de donde pudiera existir alguacuten arma
disimulada
En algunos paiacuteses son bastante comunes los buscadores de tesoros
aficionados que dedican su tiempo libre a hacer campismo en locacio-
nes donde hubo asentamientos humanos en otras eacutepocas o se efectua-
ron batallas importantes Los buscadores utilizan el detector de metal
para rastrear monedas antiguas armas hebillas adornos o cualquier
otro objeto metaacutelico algunos de estos objetos pueden alcanzar un gran
valor en la actualidad Otros se dedican a buscar anillos monedas o
prendas de valor perdidas en las arenas de las playas
Tambieacuten se construyen detectores especializados para buscar debajo
del agua Hay revistas dedicadas exclusivamente a estos temas que
aconsejan doacutende y coacutemo buscar reportan hallazgos de importancia y
ofrecen consejos teacutecnicos sobre los instrumentos a utilizar En los con-
flictos beacutelicos se utilizaron por mucho tiempo detectores de minas simi-
lares a los empleados por los buscadores de tesoros Actualmente no
son muy efectivos dada la proliferacioacuten de minas de plaacutestico y de ma-
dera desarrolladas precisamente con el fin de evitar su deteccioacuten me-
diante estos instrumentos
El radar de penetracioacuten terrestre Tambieacuten conocido como radar de sondeo terrestre o georradar el RPT
es un instrumento que trabaja en forma muy parecida a un radar con-
vencional Se considera que se aplicoacute por primera vez en Austria en
1929 para determinar el espesor de un glaciar Su antena transmisora
enviacutea pulsos cortos de alta frecuencia hacia la tierra Cuando la radia-
cioacuten encuentra un objeto o una frontera con diferente permitividad die-
leacutectrica aparecen variaciones en la sentildeal reflejada e informacioacuten de la
distancia a que se encuentra Hay muchos tipos y modelos especializa-
dos para diferentes aplicaciones 102
La profundidad de penetracioacuten de la sentildeal estaacute limitada por la con-
ductividad del terreno la frecuencia utilizada y la potencia radiada
Cuando la conductividad del suelo aumenta la penetracioacuten disminuye
porque la radiacioacuten se disipa maacutes faacutecilmente en forma de calor Las
altas frecuencias proporcionan mejor resolucioacuten pero penetran menos
que las bajas frecuencias En los suelos arenosos o en materiales com-
pactos y secos como el granito la piedra caliza y el hormigoacuten usual-
mente se logra una buena penetracioacuten (hasta 15 metros) En los suelos
huacutemedos o arcillosos u otros con alta conductividad eleacutectrica la pene-
tracioacuten es algunas veces de solo unos pocos centiacutemetros En el hielo la
radiacioacuten penetra cientos de metros
El radar de penetracioacuten terrestre se puede utilizar en gran cantidad
de medios diferentes que incluyen rocas suelos hielo agua pavimen-
tos y estructuras Puede detectar objetos enterrados cambios en el ma-
terial del suelo y subsuelo hendiduras y cavidades En las ciencias de la
tierra se usa para estudiar los lechos de roca el agua subterraacutenea y el
hielo Las aplicaciones de ingenieriacutea incluyen ensayos no destructivos
de estructuras y pavimentos la localizacioacuten de tuberiacuteas soterradas y el
estudio de las caracteriacutesticas del terreno En la arqueologiacutea se usa para
hacer levantamientos y mapas de yacimientos y sitios arqueoloacutegicos en
lo militar para la deteccioacuten de minas explosivos sin detonar y tuacuteneles
Una determinacioacuten tiacutepica con un equipo de RPT proporciona un per-
fil o seccioacuten laminar bajo la superficie Un conjunto de perfiles sirve
para construir una imagen tridimensional tomograacutefica Los datos se
pueden representar como bloques tridimensionales o en forma de cor-
tes horizontales o verticales Los cortes horizontales son mapas planos a
una profundidad determinada y por ello suelen ser los favoritos de los
arqueoacutelogos
103
CAPIacuteTULO 5
RADIACIOacuteN DE MAacuteS ALTA FRECUENCIA
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Las propiedades de la radiacioacuten electromagneacutetica difieren notablemente
de las propiedades de la sustancia Por ejemplo la radiacioacuten no posee
masa en reposo (no es posible pesarla en una balanza aunque en deter-
minadas condiciones siacute resulta posible asociarle una cierta masa efecti-
va) No obstante en la medida que la longitud de onda disminuye y la
frecuencia aumenta la radiacioacuten comienza a manifestar propiedades
no del todo acordes con una onda A frecuencias suficientemente altas
la energiacutea que la radiacioacuten es capaz de entregar no se transfiere de for-
ma continua sino en cantidades especiacuteficas o cuantos de valor ε = h
como si en vez de una onda estuvieacuteramos en presencia de un lsquochorrorsquo o
flujo de partiacuteculas (figura 51) En la expresioacuten anterior h es una cons-
tante de valor conocido la constante de Planck
Figura 51 Efecto fotoeleacutectrico
104
Se acostumbra designar esta caracteriacutestica muy particular de la ra-
diacioacuten electromagneacutetica como dualidad partiacutecula-onda indicando asiacute
que la radiacioacuten tiene un comportamiento que mezcla particularidades
de una onda y de un flujo de partiacuteculas Esta dualidad es praacutecticamente
indetectable en las ondas de radio pero en la regioacuten del espectro visible
y por encima de este se manifiesta en toda su plenitud
Las partiacuteculas luminosas fueron nombradas fotones por Albert
Einstein quien logroacute dar explicacioacuten al hasta entonces inexplicable
efecto fotoeleacutectrico que consiste en la expulsioacuten de electrones de un
metal cuando sobre eacutel incide luz de determinada frecuencia Einstein
consideroacute que cuando un electroacuten interacciona con un fotoacuten absorbe
toda su energiacutea h Si esa energiacutea es suficiente para vencer las fuerzas
de atraccioacuten de los nuacutecleos atoacutemicos el electroacuten es expulsado del me-
tal
La dualidad de la luz se manifiesta incluso en la expresioacuten matemaacute-
tica de su energiacutea ε = h pues ε se refiere a una partiacutecula especiacutefica y
es la frecuencia que se obtiene suponiendo que la radiacioacuten es una
onda no una partiacutecula Sin embargo a pesar de esta contradiccioacuten on-
da-partiacutecula el concepto dual funciona perfectamente y permitioacute prede-
cir (incluso cuantitativamente) lo que sucederiacutea en diversas situaciones
desconocidas La teoriacutea de Einstein logroacute explicar muchas caracteriacutesti-
cas del efecto fotoeleacutectrico que no podiacutean explicarse considerando la
luz como una onda electromagneacutetica Por ejemplo la energiacutea maacutexima
de los electrones expulsados es independiente de la intensidad de la luz
efecto imposible de explicar a partir del modelo ondulatorio El caraacutecter
dual de la radiacioacuten se verificoacute completamente en otros experimentos
posteriores y es hoy aceptado universalmente
El teacutermino efecto fotoeleacutectrico tambieacuten puede referirse a otros tres
procesos la fotoionizacioacuten la fotoconduccioacuten y el efecto fotovoltaico
La fotoionizacioacuten es la ionizacioacuten de un gas por la luz u otra radiacioacuten
electromagneacutetica Si los fotones tienen suficiente energiacutea logran sepa-
rar uno o maacutes electrones externos de los aacutetomos de gas
En la fotoconduccioacuten los electrones de sustancias soacutelidas cristalinas
no conductoras absorben la energiacutea de los fotones y adquieren asiacute sufi-
ciente energiacutea para poder conducir la electricidad En el efecto fotovol-
taico de los semiconductores los fotones crean pares electroacuten-hueco
105
Un lsquohuecorsquo es la falta de un electroacuten en un enlace quiacutemico y se
comporta como una partiacutecula en determinadas condiciones Las celdas
solares o celdas fotoeleacutectricas hechas de silicio arseniuro de galio u
otro material similar convierten directamente la radiacioacuten en electrici-
dad mediante el efecto fotovoltaico
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Las radiaciones electromagneacuteticas se pueden clasificar en dos grandes
grupos en dependencia de si pueden arrancar electrones de la envoltura
atoacutemica o no radiaciones ionizantes y no ionizantes
Las ionizantes son aquellas que corresponden a frecuencias muy al-
tas (ultravioleta (UV) lejano rayos X y rayos ) donde la energiacutea es
suficiente para romper los enlaces quiacutemicos e ionizar los aacutetomos A las
frecuencias maacutes bajas (luz visible microondas y radio) la energiacutea del
fotoacuten no es suficiente para romper enlaces quiacutemicos la radiacioacuten es no
ionizante En la tabla 51 aparecen algunas caracteriacutesticas de la interac-
cioacuten de la radiacioacuten con la sustancia incluyendo las ondas de radio ya
analizadas en el capiacutetulo 4
TABLA 51
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia
Tipo
de radiacioacuten Caracteriacutesticas
Ionizante Ioniza o rompe las moleacuteculas (UV lejano
rayos X y )
No ionizante
(oacuteptica)
Excita los electrones e induce reacciones quiacute-
micas (UV cercano visible e IR)
No ionizante
(radio tipo A)
Induce corrientes e interacciona con los dipo-
los produciendo el calentamiento de los tejidos
(microondas y radio AF)
No ionizante
(radio tipo B)
Praacutecticamente no produce calentamiento
(campos de frecuencia industrial y radio por
debajo de 1 MHz)
106
Radiacioacuten y organismo vivo
Tanto la radiacioacuten ionizante como la no ionizante pueden causar efectos
notables en los tejidos Las radiaciones UV visible e IR dan lugar a la
excitacioacuten electroacutenica de las moleacuteculas aunque no a su ionizacioacuten Sin
embargo esa excitacioacuten puede favorecer alguacuten tipo de reaccioacuten foto-
quiacutemica Ejemplos tiacutepicos son la fotosiacutentesis en las plantas y la produc-
cioacuten de vitamina D en la piel bajo la accioacuten de la luz solar
Las emisiones de radio y microondas por encima de 1 MHz pueden
inducir calor directamente en los tejidos mediante diferentes efectos
Por debajo de 1 MHz la radiacioacuten es muy poco eficiente para producir
calor la correspondiente longitud de onda es mayor que la longitud
del cuerpo humano y la radiacioacuten lo atraviesa sin mayores efectos co-
nocidos En esta uacuteltima regioacuten se incluyen las ondas de radio de baja
frecuencia y las de frecuencia industrial asociadas a las liacuteneas de
transmisioacuten de la energiacutea eleacutectrica (50 o 60 Hz seguacuten el paiacutes conside-
rado)
La capacidad de penetracioacuten en los organismos vivos tampoco es la
misma para los diferentes tipos de radiacioacuten electromagneacutetica Las on-
das de radio y los rayos X son capaces de atravesar faacutecilmente las sus-
tancias bioloacutegicas mientras que la radiacioacuten visible y ultravioleta se
absorbe completamente en su superficie En las tablas 52 y 53 se re-
sume la clasificacioacuten de las radiaciones ionizantes y no ionizantes
atendiendo a su frecuencia asiacute como algunas de sus aplicaciones en las
regiones de radio y microondas
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Radiaciones infrarroja y visible
Cuando la longitud de onda de la radiacioacuten es del orden de varios cien-
tos de nanoacutemetros nos encontramos en la regioacuten del espectro corres-
pondiente al infrarrojo (IR) visible y ultravioleta (UV) La longitud de
onda de la radiacioacuten IR es menor que la de las ondas de radio y mayor
que la de la luz visible la longitud de onda variacutea entre 0001 y 1 mi-
liacutemetro aproximadamente Su efecto principal al incidir sobre cualquier
objeto es generar calor y elevar la temperatura de su superficie La ra-
diacioacuten infrarroja es la principal responsable de la sensacioacuten de calor
que se siente al acercar la mano a un objeto caliente aunque este no se
encuentre en estado incandescente ni emita luz
Todos los cuerpos incluyendo el cuerpo humano emiten radiacioacuten
infrarroja en mayor o menor grado razoacuten por la cual esa radiacioacuten se
puede utilizar para obtener imaacutegenes de objetos lejanos ocultos por la
bruma atmosfeacuterica que dispersa la luz visible pero no la radiacioacuten
infrarroja
La fotografiacutea infrarroja desarrollada hacia 1880 se ha convertido en
la actualidad en una importante herramienta de diagnoacutestico en la agri-
cultura la industria y la medicina En este uacuteltimo caso el empleo de
teacutecnicas infrarrojas permite observar situaciones patoloacutegicas que no
pueden verse a simple vista o en una radiografiacutea
En medicina se llama termografiacutea a la medida del calor corporal
emitido por la piel Mediante placas fotograacuteficas o receptores de ima-
gen sensibles a los rayos infrarrojos se pueden obtener termogramas de
la totalidad o parte del cuerpo Las variaciones de la temperatura en la
epidermis dependen entre otros factores del nuacutemero de vasos sanguiacute-
neos y de su cercaniacutea a la superficie corporal Imaacutegenes anormales
permiten diagnosticar una enfermedad Por ejemplo un punto caliente
en un lugar no acostumbrado puede indicar el desarrollo de un caacutencer
mientras que un punto friacuteo puede indicar un bloqueo del torrente san-
guiacuteneo como el producido por una trombosis
Dispositivos infrarrojos como los empleados en los conflictos beacuteli-
cos permiten ver objetos en la oscuridad e incluso a traveacutes de otros
objetos La teledeteccioacuten mediante fotografiacutea infrarroja aeacuterea y orbital
se ha empleado para observar las condiciones de las cosechas y el dantildeo
producido por insectos y enfermedades en grandes zonas agriacutecolas asiacute 110
como para localizar depoacutesitos minerales En los uacuteltimos antildeos la detec-
cioacuten IR se ha aplicado intensamente en la astronomiacutea
La naturaleza nos ha dotado de un instrumento que permite detectar
la radiacioacuten electromagneacutetica en el intervalo aproximado de 380 a 760
nanoacutemetros ese instrumento es el ojo El ojo humano es un oacutergano
complejo que posee un lente capaz de adaptarse a la distancia del objeto
que se enfoca para obtener una imagen niacutetida (el cristalino) Los conos
y los bastoncillos ceacutelulas especializadas en el fondo del ojo son capa-
ces de separar diferentes longitudes de onda proporcionaacutendonos dife-
rentes sensaciones de color Asiacute la radiacioacuten de longitud de onda cer-
cana a los 380 nm produce la sensacioacuten de violeta mientras que la de
760 nm produce la sensacioacuten de rojo Las longitudes de onda interme-
dias proporcionan todos los restantes colores de forma continua pasan-
do del rojo a los tonos naranjas amarillos verdes azules y violetas a
medida que la longitud de onda disminuye (figura 52)
Figura 52 Espectro visible
Estiacutemulos fiacutesicos diferentes pueden producir una misma sensacioacuten
de color en el ojo Asiacute una mezcla de luces roja y verde de intensidades
apropiadas parece exactamente igual a una luz amarilla espectral aun-
que la mezcla no contiene radiacioacuten de longitud de onda correspondien-
te al amarillo Se puede lograr cualquier sensacioacuten de color mezclando
diversas intensidades de luz roja azul y verde Por eso estos colores se
denominan ldquoaditivos primariosrdquo Si se mezclan los colores primarios
con intensidades aproximadamente iguales se produce la sensacioacuten de
luz blanca
Ademaacutes existen parejas de colores espectrales puros que al mezclar-
los en la proporcioacuten adecuada tambieacuten producen luz blanca se deno-
minan ldquocolores complementariosrdquo Entre esos pares figuran determina-
dos amarillos y azules o rojos y verdes azulados Esta propiedad se usa
para obtener los colores adecuados en las pantallas luminosas de televi-
sores y monitores de computadoras
Muchas fuentes de luz artificiales o naturales como el Sol emiten
luz blanca que es en realidad una mezcla de muchas longitudes de onda
Cuando esta luz pasa por un prisma se separa en sus componentes es-
pectrales (cada longitud de onda se desviacutea o refracta un aacutengulo dife-
rente) y se obtiene un haz coloreado La luz roja es la que menos se
refracta y la violeta la maacutes refractada El fenoacutemeno es faacutecilmente de-
tectable en los bordes biselados de un espejo o de cualquier otro objeto
transparente La dispersioacuten de la luz tambieacuten tiene lugar en la atmoacutesfera
tras la lluvia cuando quedan pequentildeas gotas de agua pulverizada como
remanentes Esas pequentildeas gotas actuacutean como prismas dando lugar al
arco iris
No es posible en tan breve espacio hacer una descripcioacuten detallada
de todos los posibles fenoacutemenos y aplicaciones en los que interviene la
luz visible ni siquiera mencionar los maacutes importantes Cualquier carre-
ra de ciencias e ingenieriacutea usualmente dedica todo un semestre o buena
parte de eacutel al estudio de la oacuteptica y las propiedades y aplicaciones de la
luz visible (refraccioacuten interferencia difraccioacuten absorcioacuten cuantifica-
cioacuten presioacuten de la luzhellip) Es por eso que solo hemos seleccionado dos
ejemplos que ilustran la gran importancia de la radiacioacuten visible en el
mundo que nos rodea
Fotosiacutentesis
Como primer ejemplo consideremos la fotosiacutentesis Este es el proceso
mediante el cual los organismos con clorofila como las plantas verdes
las algas y algunas bacterias reciben energiacutea de la luz y la utilizan para
elaborar diferentes productos quiacutemicos Conjuntamente se consume
CO2 y se produce oxiacutegeno
Con la excepcioacuten de la pequentildea contribucioacuten de las fuentes eoacutelicas
geoteacutermicas hidroeleacutectricas fotovoltaicas y las plantas de energiacutea nu-
clear praacutecticamente toda la energiacutea restante que consume la biosfera
terrestre procede de la fotosiacutentesis Las plantas absorben la energiacutea
solar directamente en forma de radiacioacuten para desarrollarse los herbiacute-
voros absorben esa energiacutea indirectamente al nutrirse de las plantas y
los carniacutevoros tambieacuten la recolectan cuando se alimentan de los herbiacute-
voros Ademaacutes los combustibles foacutesiles como el petroacuteleo y la hulla
almacenan la energiacutea solar capturada hace millones de antildeos mediante la
fotosiacutentesis
Una ecuacioacuten generalizada y no ajustada de la fotosiacutentesis en pre-
sencia de luz seriacutea
CO2 + 2H2A + luz + clorofila = (CH2) + H20 + H2A
donde el teacutermino H2A de la foacutermula representa un compuesto oxida-
ble del cual se pueden extraer electrones CO2 es el dioacutexido de carbono
y CH2 una generalizacioacuten de los hidratos de carbono que incorpora el
organismo vivo La clorofila actuacutea como catalizador y no se transfor-
ma En la gran mayoriacutea de las algas y las plantas verdes H2A es agua
(H2O) pero en algunas bacterias fotosinteacuteticas H2A es anhiacutedrido sulfuacute-
rico (H2S)
La fotosiacutentesis con agua es la maacutes importante y conocida tiene lugar
en dos etapas la primera consiste en una serie de reacciones que de-
penden de la luz y son independientes de la temperatura la segunda
etapa consiste en otra serie de reacciones que dependen de la tempera-
tura y son independientes de la luz La ecuacioacuten completa y ajustada de
la fotosiacutentesis para la glucosa en la que el agua actuacutea como donante de
electrones y en presencia de luz es
6CO2 + 12H20 = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Laacuteser El laacuteser es un ejemplo de instrumento oacuteptico que ha tenido un sinfiacuten de
aplicaciones en ramas muy diversas de la ciencia y la tecnologiacutea mo-
derna Del ingleacutes Light Amplification by Stimulated Emission of Radia-
tion fue inventado alrededor de 1960 pero no estaacute del todo clara su
paternidad
Una fuente de luz ordinaria se caracteriza porque la radiacioacuten emiti-
da desde cada punto de la fuente oscila en forma independiente de la
emitida por los restantes puntos la radiacioacuten no es coherente Los laacutese-
res son laacutemparas que emiten luz en forma coherente logrando que las
radiaciones emitidas por todos los puntos de la fuente oscilen al uniacute-
sono en fase o de forma acompasada una representacioacuten de lo que esto
significa aparece en la figura 53 La coherencia hace que la luz laacuteser
pueda ser extremadamente intensa muy direccional y con una gran
pureza de color
Existen laacuteseres que trabajan en frecuencias que van desde el infra-
rrojo hasta los rayos X Seguacuten la sustancia que emplean para generar la
luz suelen denominarse de estado soacutelido de gas a semiconductores y
liacutequidos 113
En un laacuteser los aacutetomos de determinadas sustancias lsquoalmacenanrsquo la
luz durante fracciones de segundo y la emiten posteriormente en forma
coherente Primero los electrones de los aacutetomos en la sustancia activa
son llevados a un estado excitado por una fuente de radiacioacuten externa
despueacutes esos aacutetomos son estimulados para que emitan la energiacutea alma-
cenada en forma de fotones mediante un proceso conocido como emi-
sioacuten estimulada
Figura 53 Esquema de un laacuteser de rubiacute y formacioacuten del haz de luz coherente
Los fotones emitidos tienen una frecuencia que depende de los aacuteto-
mos de la sustancia en cuestioacuten y se desplazan en forma coherente con
los fotones de la radiacioacuten que los estimula estos fotones chocan a su
vez con otros aacutetomos excitados y liberan nuevos fotones De esta forma
la luz se va amplificando a medida que los fotones se desplazan en uno
u otro sentido entre dos espejos paralelos desencadenando nuevas emi-
siones estimuladas Al mismo tiempo parte de la luz se ldquofiltrardquo por uno
de los espejos que es solo parcialmente reflectante y puede entonces
ser utilizada con fines praacutecticos
La excitacioacuten se realiza mediante la luz de tubos de destello de xe-
noacuten laacutemparas de arco o laacutemparas de vapor metaacutelico Normalmente el
laacuteser funciona por pulsos generando destellos de luz intensa de muy
corta duracioacuten
La figura 53 muestra el esquema de uno de los primeros laacuteseres el
de rubiacute Aunque el rubiacute es una piedra preciosa de origen mineral es
posible obtener rubiacutees sinteacuteticos a partir de una mezcla de oacutexidos de
aluminio y cromo a altas temperaturas La siacutentesis permite optimizar la
forma y contenido de impurezas del producto final con vistas a su apli-
cacioacuten Los iones de Cr3+ son capaces de excitarse con una fuente de
xenoacuten y emitir luz roja de gran intensidad Los extremos de la varilla se 114
tallan de forma que las superficies de los extremos sean paralelas y
tengan una longitud adecuada y se recubren con una capa reflectante
no metaacutelica para formar los espejos
El principal peligro al trabajar con laacuteseres es el dantildeo ocular ya que
el ojo concentra la luz laacuteser igual que cualquier otro tipo de luz Por
eso el haz del laacuteser no debe nunca incidir sobre los ojos ni siquiera por
reflexioacuten
Los usos actuales del laacuteser son praacutecticamente ilimitados En la in-
dustria se emplean como fuente de calor muy localizada Es posible
enfocar sobre un punto pequentildeo un haz de laacuteser potente con lo que se
logra una enorme densidad de energiacutea capaz de calentar fundir o vapo-
rizar materiales de forma precisa Se usan para taladrar diamantes mo-
delar maacutequinas herramientas recortar componentes microelectroacutenicos
grabar datos en discos compactos CD y DVD cortar patrones de mo-
das y sintetizar nuevos materiales
El potente y breve pulso producido por un laacuteser tambieacuten hace posi-
bles fotografiacuteas de alta velocidad con un tiempo de exposicioacuten de algu-
nas billoneacutesimas de segundo Tambieacuten se utilizan laacuteseres para medir
distancias con gran precisioacuten y alinear las estructuras en la construccioacuten
de carreteras y edificios
En la investigacioacuten cientiacutefica se emplean para detectar los movi-
mientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodeacutesicas son
los detectores maacutes eficaces de ciertos tipos de contaminacioacuten atmosfeacute-
rica y se han empleado igualmente para determinar la distancia varia-
ble entre la Tierra y la Luna
Como la luz del laacuteser es muy direccional y monocromaacutetica resulta
faacutecil detectar cantidades muy pequentildeas de luz dispersa o modificacio-
nes en su frecuencia al interaccionar con las sustancias midiendo estos
cambios los cientiacuteficos han conseguido estudiar las estructuras internas
de las moleacuteculas
Los laacuteseres han hecho que se pueda determinar la velocidad de la luz
con una precisioacuten sin precedentes tambieacuten permiten inducir reacciones
quiacutemicas de forma selectiva y detectar la existencia de trazas de impu-
rezas en una muestra La luz de un laacuteser puede viajar largas distancias
por el espacio exterior con una pequentildea reduccioacuten de la intensidad de la
sentildeal A causa de su alta frecuencia la luz laacuteser puede transportar por
ejemplo 1000 veces maacutes canales de televisioacuten de lo que transportan las
microondas por lo que el laacuteser resulta ideal para las comunicaciones
espaciales
Se han desarrollado fibras oacutepticas de baja peacuterdida que transmiten luz
laacuteser para la comunicacioacuten terrestre en sistemas telefoacutenicos y redes de
computadoras Se han empleado teacutecnicas laacuteser para registrar informa-
cioacuten con una densidad muy alta por ejemplo la luz laacuteser simplifica el
registro de un holograma sistema que permite grabar y reconstruir
imaacutegenes tridimensionales Los sistemas de guiado por laacuteser para misi-
les aviones y sateacutelites son muy comunes en la tecnologiacutea militar
Finalmente el laacuteser tambieacuten se usa intensamente en la medicina
Utilizando haces intensos y estrechos es posible cortar y cauterizar cier-
tos tejidos en una fraccioacuten de segundo sin dantildear al tejido sano circun-
dante Se ha empleado el laacuteser para ldquosoldarrdquo la retina perforar el craacute-
neo reparar lesiones y cauterizar vasos sanguiacuteneos
Radiacioacuten ultravioleta Es la radiacioacuten electromagneacutetica cuyas longitudes de onda se en-
cuentran entre el liacutemite de la luz violeta (380 nm) y el extremo de la
regioacuten de los rayos X (15 nm) La radiacioacuten UV se puede producir arti-
ficialmente mediante laacutemparas de arco la de origen natural proviene
principalmente del Sol Puede ser dantildeina para los seres vivos sobre
todo cuando su longitud de onda es pequentildea La de inferior a 300 nm
se emplea para esterilizar porque mata las bacterias y los virus Esa
misma radiacioacuten puede producir quemaduras en los seres humanos si
es intensa Una exposicioacuten prolongada durante antildeos a esta radiacioacuten
aunque sea de baja intensidad puede provocar fotodegradacioacuten (la piel
se reseca y arruga) o caacutencer en la piel
La atmoacutesfera terrestre protege a los organismos vivos de la radiacioacuten
UV del Sol Si toda la radiacioacuten UV proveniente del Sol llegara a la
superficie terrestre muy probablemente acabariacutea con la mayor parte de
la vida en el planeta Afortunadamente la capa de ozono que se en-
cuentra en una regioacuten de aproximadamente entre 20 y 30 km de altura a
una concentracioacuten de 2 a 8 partes por milloacuten absorbe casi toda la radia-
cioacuten UV de pequentildea y gran parte de la correspondiente a las longitu-
des de onda mayores
El ozono (O3) es un gas compuesto por tres aacutetomos de oxiacutegeno y se
forma por la accioacuten de la luz solar UV de alta energiacutea (200-240 nm)
sobre el oxiacutegeno molecular (O2) en un proceso que se puede represen-
tar como 3O2 + radiacioacuten solar = 2O3 Por otra parte la radiacioacuten UV
menos energeacutetica de mayor (hasta los 280 nm) es capaz de disgregar
las moleacuteculas de ozono convirtieacutendolo en el oxiacutegeno original Esta
radiacioacuten tambieacuten perjudicial a las personas es asimismo absorbida
durante este proceso Se crea asiacute un equilibrio beneficioso para las
personas donde se crea y destruye ozono continuamente a la vez que se
absorbe la radiacioacuten UV perjudicial antes que llegue a tierra La radia-
cioacuten UV no siempre tiene efectos dantildeinos tambieacuten puede ser beneacutefica
pues gran parte de la vitamina D que las personas y los animales necesi-
tan para mantenerse sanos se produce cuando la piel es irradiada por la
componente solar de esa radiacioacuten
No se debe extrapolar o confundir el efecto beneacutefico del ozono en la
estratosfera al efecto del ozono ambiental en las capas bajas de la at-
moacutesfera donde resulta ser un contaminante peligroso y muy activo Se
forma esencialmente por la accioacuten de la luz solar sobre el oxiacutegeno del
aire mezclado con hidrocarburos y oacutexidos de nitroacutegeno proveniente de
la quema de combustibles En cantidades muy pequentildeas puede irritar
las viacuteas respiratorias causando tos ardentiacutea resuello falta de aire y
agravar el asma y otras dolencias pulmonares La exposicioacuten a concen-
traciones tan pequentildeas como 100 ppb (partes por billoacuten) es capaz de
dantildear los tejidos del sistema respiratorio y tambieacuten los tejidos vegeta-
les
Rayos X Los rayos X son radiaciones electromagneacuteticas de frecuencia superior al
ultravioleta fueron descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen a fina-
les del siglo XIX
En noviembre de 1895 en su laboratorio de la universidad de Wuumlrz-
burg Alemania Roentgen estudiaba los efectos de pasar una corriente
eleacutectrica por un gas a baja presioacuten contenido en un bulbo de vidrio Le
llamoacute la atencioacuten que durante el experimento se volvieran luminosas
algunas sales fluorescentes que se hallaban cubiertas en su mesa de
trabajo Intrigado y despueacutes de realizar varios ensayos llegoacute a la con-
clusioacuten de que habiacutea encontrado un nuevo tipo de radiacioacuten invisible
capaz de atravesar los cuerpos La llamoacute rayos X pues es comuacuten usar la
X como incoacutegnita en las matemaacuteticas Al colocar la mano de su esposa
junto a una placa fotograacutefica y exponerla a la radiacioacuten desconocida
obtuvo la primera radiografiacutea de la historia
La longitud de onda de esta radiacioacuten comprende el intervalo de
10 nm hasta 0001 nm mientras menor es la longitud de onda mayor es
la frecuencia ν y mayores son su energiacutea y poder de penetracioacuten (recor-
dar v = y ε = h)
Los rayos de mayor cercanos al ultravioleta se conocen como rayos
X blandos Los de menor proacuteximos a la zona de rayos gamma o que
incluso se solapan con esta se denominan rayos X duros Los rayos X
formados por una mezcla de muchas diferentes se conocen como rayos X
blancos para diferenciarlos de los rayos X monocromaacuteticos que tienen
una sola (o un intervalo muy pequentildeo alrededor de ella) Muchos obje-
tos son maacutes o menos transparentes a los rayos X Su absorcioacuten por una
sustancia determinada depende de su densidad y de su masa atoacutemica que
es la masa de un aacutetomo de la sustancia en cuestioacuten Mientras menor sea la
masa atoacutemica de un determinado material maacutes transparente seraacute a los ra-
yos X
Los rayos X afectan a una emulsioacuten fotograacutefica del mismo modo
que lo hace la luz visible Cuando se irradia el cuerpo humano los hue-
sos compuestos de elementos con mayor masa atoacutemica que los tejidos
circundantes absorben los rayos X en mayor proporcioacuten que los teji-
dos por lo que producen sombras maacutes oscuras en una fotografiacutea La
placa usada en medicina es un negativo fotograacutefico por eso los huesos
se ven blancos y los tejidos oscuros
Los rayos X se emplean como rutina en la investigacioacuten cientiacutefica en
disciplinas como la fiacutesica quiacutemica mineralogiacutea metalurgia y biologiacutea En
1912 el alemaacuten Max von Laue encontroacute que al hacer incidir un haz de
radiacioacuten de rayos X no monocromaacutetico sobre un cristal de sal comuacuten
(NaCl) apareciacutea un patroacuten de difraccioacuten caracteriacutestico que podiacutea ser reco-
gido en una placa fotograacutefica (figura 54)
Figura 54 Difraccioacuten de los rayos X en un cristal de
NaCl y estructura cristalina microscoacutepica del NaCl
Este experimento permitioacute verificar dos cosas muy importantes desco-
nocidas hasta el momento
1 La naturaleza ondulatoria de los rayos X que habiacutean sido descubiertos por Roumlentgen en 1895 sin que se lograra de-terminar de queacute estaban compuestos
2 La estructura perioacutedica de los cristales lo que hoy diacutea se
conoce como estructura cristalina de las sustancias soacutelidas La teacutecnica maacutes comuacuten aunque no la uacutenica es utilizar el fenoacutemeno de
difraccioacuten para analizar la estructura interna de las sustancias A partir del
anaacutelisis del haz difractado se pueden determinar las posiciones de los aacuteto-
mos o las moleacuteculas en la red cristalina microscoacutepica de la sustancia en
cuestioacuten (determinacioacuten de estructuras) Los rayos X tambieacuten se emplean
intensivamente en la industria como herramienta de investigacioacuten y para
realizar numerosos procesos de prueba y ensayos no destructivos como es
el examinar las posibles imperfecciones mecaacutenicas de una pieza metaacutelica
sin dantildearla
Rayos X en la medicina El uso de esta radiacioacuten en la medicina contemporaacutenea es insustituible
Las radiografiacuteas o fotografiacuteas de rayos X y la fluoroscopiacutea se usan coti-
dianamente como herramientas de diagnoacutestico Una teacutecnica algo maacutes
reciente es la tomografiacutea axial computarizada (TAC) que proporciona
una visioacuten clara de cualquier parte de la anatomiacutea incluyendo los teji-
dos blandos A costa de una exposicioacuten mayor a la radiacioacuten la tomo-
grafiacutea permite ver una seccioacuten o corte completo del cuerpo del paciente
con una claridad aproximadamente 100 veces mayor que la de una pla-
ca tradicional
Un tomoacutegrafo es un instrumento mucho maacutes complejo y costoso que
un equipo convencional de rayos X Los primeros TAC comerciales
aparecieron alrededor de 1970 y solo serviacutean para estudiar el craacuteneo
hoy diacutea se usan para estudiar todo el cuerpo En lugar de obtener una
sola imagen el tomoacutegrafo registra un conjunto de ellas Para eso se
colocan la fuente de rayos X y el detector en un anillo y ambos rotan
alrededor del sujeto que descansa en una camilla en el centro del ani-
llo Deslizando la camilla a diferentes posiciones a traveacutes del anillo es
posible construir imaacutegenes digitales tridimensionales empleando un
software adecuado Los tomoacutegrafos de uacuteltima generacioacuten poseen entre
4 y 128 anillos y permiten obtener en una pantalla imaacutegenes tridimen-
sionales en tiempo real
Por otra parte la antigua teacutecnica fotograacutefica para obtener negativos
ha ido dando paso a teacutecnicas maacutes recientes basadas en la obtencioacuten de
imaacutegenes mediante circuitos microelectroacutenicos Ejemplos son la radio-
grafiacutea computarizada y la radiografiacutea digital
Radiografiacutea computarizada (RC)
Fue introducida comercialmente en 1980 Es muy similar a la radiogra-
fiacutea convencional pero en vez de placa fotograacutefica utiliza una placa
Soporte de Imagen reutilizable (placa SI) La placa reutilizable contiene
compuestos fosforados que se excitan al ser iluminados por los rayos X
formando una imagen latente que puede durar varias horas La imagen
se lsquorevelarsquo aplicando un escaacutener laacuteser a la placa entonces los aacutetomos
excitados regresan a su estado baacutesico y emiten luz que es detectada por
un sensor y se convierte finalmente en electricidad La sentildeal eleacutectrica se
digitaliza (se convierte en una sucesioacuten codificada de ceros y unos) y se
enviacutea a un procesador de sentildeales en una computadora donde se alma-
cena en un disco duro o se proyecta en una pantalla
Si se manipulan con cuidado las placas SI se pueden reutilizar miles
de veces (al menos en teoriacutea) En las condiciones reales es comuacuten que
se dantildeen tras ser usadas varios cientos de veces No obstante presentan
algunas ventajas sobre la radiografiacutea convencional se elimina el gasto
de peliacutecula fotograacutefica y de reactivos quiacutemicos se necesita menos ra-
diacioacuten para producir imaacutegenes de buen contraste y como no requieren
de productos quiacutemicos para el revelado son maacutes ecoloacutegicas La princi-
pal desventaja es su alto costo aunque el ahorro en reactivos quiacutemicos
placas fotograacuteficas y personal especializado puede a veces compensar-
lo Actualmente hay muchos tipos y modelos de equipos para diferentes
aplicaciones
Radiografiacutea digital (RD) Difiere de la computarizada RC en que proporciona imaacutegenes de forma
casi instantaacutenea sin necesidad del procesamiento adicional con el laacuteser
Ademaacutes permite obtener imaacutegenes en movimiento en tiempo real
(fluoroscopia) y la ldquoplacardquo no se deteriora con el uso Su espesor es
solo de unos pocos miliacutemetros
Existen dos tipos de detectores digitales directo e indirecto En el
indirecto los rayos X inciden sobre un material fluorescente que genera
luz visible al ser excitado La luz incide sobre un sensor similar al que
usan las caacutemaras fotograacuteficas digitales convirtieacutendose en impulsos
eleacutectricos que van al ordenador La calidad de la imagen es similar a las
anteriores pero en este tipo de deteccioacuten una parte de la energiacutea inci-
dente se dispersa durante el proceso interno de reconversioacuten oacuteptica lo
que tiende a degradar la nitidez de la imagen
En un detector digital directo de uacuteltima generacioacuten fotoconductores
de selenio amorfo liberan electrones de carga negativa y lsquohuecosrsquo posi-
tivos al ser impactados por los rayos X Se crean asiacute impulsos eleacutectricos
que excitan directamente un arreglo de capacitores de tecnologiacutea TFT
(Thin Film Transistor) lograacutendose imaacutegenes con mayor nitidez que en
el meacutetodo indirecto (Figs55 y 56)
Figura 55 Esquema del corte transversal de una ldquoplacardquo de
radiografiacutea digital moderna El espesor es de unos pocos
miliacutemetros Tomado de Orbe Antildeo X No 46 Abril 18
2009
Figura 56 Radiografiacutea digital A Imagen obtenida en la pan-
talla de un monitor B Placas digitales de rayos X para ra-
diografiacutea dental
121
Un artiacuteculo de 2007 del Departamento de Radiologiacutea Cliacutenica del
Hospital Universitario de Munich (Markus Koumlrner y otros MDRadio-
Graphics 27 2007 p675-686) concluye que el futuro de la radiologiacutea
seraacute sin dudas digital iquestLa causa Las imaacutegenes se pueden ampliar
almacenar en diferentes soportes digitales filtrar y mejorar su contraste
Ademaacutes se pueden distribuir en una red local de computadoras e inclu-
so integrarse a redes nacionales digitalizadas junto a la historia cliacutenica
del paciente lo que puede ser vital en casos de urgencia
Rayos gamma
La radiacioacuten gamma (rayos ) es radiacioacuten electromagneacutetica de similar
naturaleza que los rayos X pero con una energiacutea considerablemente
mayor Se origina en las desintegraciones radiactivas en las reacciones
nucleares y otros procesos subatoacutemicos junto con otros tipos de radia-
cioacuten no electromagneacutetica la alfa () formada por nuacutecleos de helio de
carga positiva y la beta () consistente en electrones de carga negati-
va La radiacioacuten al igual que los rayos X tiene la capacidad de ioni-
zar la sustancia formando iones al lsquoarrancarlersquo electrones a los aacutetomos
cuando hay interaccioacuten
Las radiaciones y se emiten a velocidades enormes Al atrave-
sar la sustancia las partiacuteculas son frenadas raacutepidamente poseen gran
poder de ionizacioacuten y usualmente una hoja de papel basta para detener
la mayor parte de la radiacioacuten Las partiacuteculas se emiten a velocidades
mucho mayores su poder de ionizacioacuten es algo menor por lo que pene-
tran maacutes en las sustancias La distancia recorrida por los rayos es auacuten
mayor que la recorrida por las partiacuteculas Esta radiacioacuten es capaz de
atravesar varios centiacutemetros de plomo
Cuando las partiacuteculas y atraviesan la sustancia crean numerosos
iones sin embargo como los rayos no tienen carga aunque tienen
mayor penetracioacuten no causan tanta ionizacioacuten Las partiacuteculas produ-
cen entre 1100 y 1200 de la ionizacioacuten generada por las partiacuteculas
en cada centiacutemetro de su trayectoria en aire Los rayos producen
aproximadamente 1100 de la ionizacioacuten de las partiacuteculas Cuando la
radiacioacuten nuclear es absorbida por el cuerpo humano en grandes canti-
dades como por ejemplo a consecuencia de un accidente nuclear pue-
de ocasionar graves dantildeos e incluso la muerte del sujeto
La radioterapia consiste en la exposicioacuten de una regioacuten localizada
del organismo a una fuente de radiacioacuten ionizante se suele utilizar para
el tratamiento del caacutencer Puede provenir de una fuente de radiacioacuten
tal como un isoacutetopo radiactivo o de una fuente de radiacioacuten electro-
magneacutetica como los rayos X Los rayos X se utilizan usualmente para
lesiones superficiales mientras que los rayos para lesiones maacutes pro-
fundas Otros tratamientos incluyen radiaciones con protones y electro-
nes El tratamiento de radioterapia incluye la localizacioacuten precisa del
tumor y el empleo de dosis perioacutedicas de radiacioacuten El objetivo es dantildear
el nuacutecleo de las ceacutelulas enfermas para asiacute evitar su posterior divisioacuten
En las ceacutelulas sanas las radiaciones ionizantes pueden producir
efectos agudos o croacutenicos sobre la salud en dependencia de la dosis
recibida Las dosis altas de radiacioacuten ionizante producen enfermedades
agudas por un lado y efectos retardados como el caacutencer por otro Los
trabajadores que por su ocupacioacuten se exponen a radiacioacuten de rayos X o
material radiactivo constituyen la poblacioacuten de riesgo La unidad de
dosis absorbida en el Sistema Internacional de Unidades es el gray (Gy)
y es igual a un joule por kilogramo (Jkg) un rad equivale a 001 Gy
La exposicioacuten de todo el cuerpo a dosis superiores a 1 Gy en un cor-
to periacuteodo (minutos u horas) ocasiona una reduccioacuten significativa del
nuacutemero de ceacutelulas sanguiacuteneas al afectar la meacutedula oacutesea lo que conduce
a un aumento de la susceptibilidad a las infecciones a la aparicioacuten de
hemorragias y a la anemia
El empleo y manipulacioacuten de materiales radiactivos estaacute sujeto a
controles rigurosos por lo que la exposicioacuten accidental de las personas
a radiaciones intensas estaacute muy restringida En todos los paiacuteses existen
legislaciones y normativas para la proteccioacuten de los trabajadores y el
puacuteblico que regulan la exposicioacuten a radiaciones de todo tipo
123
CAPIacuteTULO 6
OTRAS APLICACIONES DEL MAGNETISMO
Diagnoacutestico meacutedico Magnetoencefalograma En su estado normal el cuerpo humano genera pequentildeas corrientes
eleacutectricas que dan origen a campos magneacuteticos y eleacutectricos de pequentildeiacute-
simo valor El biomagnetismo se refiere al estudio de las componentes
magneacuteticas de esos biocampos que se alteran cuando aparecen anoma-
liacuteas en el organismo Se estudian con fines de diagnoacutestico exclusiva-
mente no con fines terapeacuteuticos
Se alerta al lector de que el teacutermino biocampo tambieacuten se suele em-
plear en medios no cientiacuteficos como sinoacutenimo de cierta lsquoaurarsquo invisible
de origen indefinido o esoteacuterico que supuestamente rodea a las perso-
nas y que algunos alegan ver o lsquosentirrsquo para asiacute diagnosticar enfermeda-
des Tambieacuten se usa para tratar de justificar tratamientos magneacuteticos
ilusorios con imanes o con radiaciones de baja frecuencia Esta es una
manera de actuar tiacutepica de la pseudociencia utilizar palabras cientiacuteficas
conocidas alterando su significado para lograr promover lo que en
realidad carece de fundamento cientiacutefico A causa de su caraacutecter con-
trovertido estos lsquotratamientos magneacuteticosrsquo se analizan separadamente
en el capiacutetulo siguiente
Cuando las corrientes son variables o pulsantes los biocampos ge-
nerados aparecen en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propa-
ga en todas direcciones (capiacutetulo 4) Las funciones cerebrales y cardiacutea-
cas generan impulsos de suficiente intensidad como para ser detectados
la componente eleacutectrica se puede medir con electrodos colocados en la
piel y hoy diacutea es una teacutecnica muy popular se denomina electrocardio-
grama cuando se refiere al corazoacuten y electroencefalograma si se aplica 124
al cerebro La componente magneacutetica es menos intensa que la eleacutectrica
y mucho maacutes difiacutecil de detectar
Para medir esos deacutebiles campos magneacuteticos es necesario utilizar un
instrumento muy sofisticado el magnetoacutemetro SQUID siglas que en
idioma ingleacutes representan al Superconducting Quantum Interference
Device (Dispositivo Superconductor de Interferencia Cuaacutentica) El
SQUID es capaz de detectar y medir cuantitativamente las componentes
magneacuteticas de intensidad 100 millones de veces menor que el campo
magneacutetico terrestre pero soacutelo se puede encontrar en lugares muy espe-
ciacuteficos capaces de proveer la alta tecnologiacutea que se necesita para su
desempentildeo No es un equipo que se pueda llevar en un maletiacuten como el
electrocardioacutegrafo ya que el sensor superconductor requiere de muy
bajas temperaturas para poder trabajar del orden de la del helio liacutequido
a unos 4 oC por encima del cero absoluto (-269 oC) (figura 61)
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del campo
magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
Figura 61 Biomagnetismo meacutedico Medicioacuten de la componente
magneacutetica de las ondas electromagneacuteticas generadas por el cerebro
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del
campo magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
En la actualidad el SQUID se utiliza principalmente para diagnosti-
car y tipificar la epilepsia pues permite registrar cualquier actividad
irregular en el cerebro cuando el electroencefalograma no detecta ano-
maliacuteas apreciables la teacutecnica se denomina magnetoencefalografiacutea
(MEG) Posee la ventaja de que no es necesario colocar electrodos en la
piel del paciente basta con ubicar los sensores a corta distancia en una
posicioacuten fija Su principal desventaja ademaacutes de la necesidad de traba-
jar a muy bajas temperaturas es que la sentildeal que se va a medir es varios
oacuterdenes menor que los lsquoruidos magneacuteticosrsquo ambientales Esos ruidos
son generados por las laacutemparas de luz friacutea los equipos electroacutenicos y
las liacuteneas de transmisioacuten por lo que resulta obligatorio aplicar la teacutecni-
ca en un recinto magneacuteticamente aislado
TABLA 61
Valores de la induccioacuten magneacutetica asociada a diversos fenoacutemenos
B (Tesla) Origen del campo Frecuencia (Hz) 7 x 10-5 Campo magneacutetico de la tierra 0 10-7 Fluctuaciones del campo magneacutetico de
la tierra y ruido magneacutetico urbano todo el intervalo de frecuencias
10-9 Partiacuteculas pulmonares 01 - 10 7 x 10-11 Magnetocardiograma 01 - 100 10-12
Magnetocardiograma fetal 01 - 100 10-12
Magnetoencefalograma (ondas ) 8-12 10-13 Magnetoretinograma 01 -800 10-15 Liacutemite de sensibilidad del SQUID Todo el intervalo
Como las radiaciones electromagneacuteticas atraviesan faacutecilmente la
mayoriacutea de las sustancias aislar al sujeto tambieacuten resulta un asunto
complicado En los primeros modelos era necesario introducir al pa-
ciente en una caacutemara totalmente cerrada construida con aceros especia-
les capaces de desviar y reflejar las ondas electromagneacuteticas Modelos
maacutes recientes como el de la figura 62 desarrollado en el Laboratorio
Nacional de Los Aacutelamos en Nuevo Meacutexico emplean un casco detector
126
que se asemeja a los secadores de pelo de los salones de belleza con
maacutes de 150 sensores superconductores El equipo es capaz de levantar
un mapa completo del cerebro de una sola vez procesando los datos
mediante una computadora
Los sistemas maacutes recientes alcanzan una resolucioacuten de frac14 de miliacuteme-
tro y un tiempo de respuesta de 1 milisegundo El casco se aiacutesla de las
interferencias externas mediante una cubierta semiesfeacuterica de plomo
pues a la temperatura del helio liacutequido el plomo tambieacuten se vuelve su-
perconductor y refleja como un espejo cualquier campo magneacutetico que
provenga del exterior
Figura 62 Mediante teacutecnicas de computacioacuten se puede mapear la acti-
vidad eleacutectrica del cerebro en funcioacuten del tiempo Los mapas se utilizan
para diagnosticar epilepsia apoplejiacutea desoacuterdenes mentales o para estu-
diar las funciones cerebrales
Otras aplicaciones del SQUID han sido la de buscar micropartiacuteculas
magneacuteticas contaminantes en los pulmones de mineros y soldadores
medir la cantidad de sangre que fluye por el corazoacuten y determinar el
contenido de hierro en el hiacutegado en pacientes afectados de anemia ya
que los gloacutebulos rojos o hematiacutees contienen hierro en forma de hemo-
globina que el SQUID puede detectar y cuantificar
Una variante reciente de esta teacutecnica se ha utilizado para analizar
arritmias cardiacuteacas en el feto (magnetocardiografiacutea fetal) imposibles de
detectar con un estetoscopio u otras teacutecnicas como la electrocardiogra-
fiacutea y el ultrasonido Actualmente en Los Aacutelamos se realizan investiga-
ciones para perfeccionar la tecnologiacutea con la colaboracioacuten de las uni-
versidades de Nuevo Meacutexico Nebraska Oregoacuten y San Francisco
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica Las imaacutegenes por resonancia magneacutetica (IRM) constituyen una es una
teacutecnica de diagnoacutestico descrita a principios de 1980 basada en la reso-
nancia magneacutetica nuclear descrita en el capiacutetulo 4 Como los tejidos
tienen diferente grosor y contenido de agua con protones capaces de
resonar con las radiofrecuencias adecuadas al realizar un barrido con
los instrumentos apropiados se puede obtener una imagen del interior
del cuerpo
Los equipos de IRM son mucho maacutes complejos que el esquema de
la RMN mostrado en el capiacutetulo 4 Poseen un imaacuten de grandes dimen-
siones que genera campos magneacuteticos muy intensos miles de veces
superiores a los de un imaacuten permanente convencional (figura 63)
Figura 63 Equipo comercial de formacioacuten de imaacutege-
nes por resonancia magneacutetica La persona se coloca
en el centro de un campo magneacutetico de gran valor al
fondo de la foto generado por corrientes muy intensas
que circulan por superconductores
La parte del cuerpo que se va a analizar (a veces todo el cuerpo) se
introduce en el campo magneacutetico y un sistema de emisioacuten y deteccioacuten
de radiofrecuencias registra la absorcioacuten de la radiacioacuten de microondas
en diferentes puntos Los datos se pasan a una computadora que es
capaz de dar una imagen de la regioacuten analizada en la pantalla de un
monitor
La resonancia magneacutetica es considerada por muchos como la moda-
lidad de diagnoacutestico por imaacutegenes maacutes versaacutetil sensible y eficaz de que
se dispone en la actualidad Su importancia meacutedica se puede resumir
brevemente sentildealando su capacidad de analizar finas secciones de mo-
do no invasivo y proporcionar imaacutegenes funcionales de cualquier parte
del organismo en un tiempo relativamente corto y desde cualquier aacuten-
gulo y direccioacuten Las teacutecnicas maacutes recientes permiten componer imaacutege-
nes tridimensionales en tiempo real
Las imaacutegenes de resonancia magneacutetica dan la posibilidad de detectar
y rastrear componentes bioquiacutemicos en cualquier corte anatoacutemico del
cuerpo humano lo que produce una informacioacuten biomeacutedica y anatoacutemi-
ca de gran potencial para el conocimiento fundamental y el diagnoacutestico
precoz de muacuteltiples enfermedades
La principal desventaja que presenta la IRM al compararla con la
Tomografiacutea Axial Computarizada (TAC) que tambieacuten es capaz de ob-
tener imaacutegenes de cualquier parte del organismo es que resulta mucho
maacutes cara Para generar los intensos campos magneacuteticos que se necesi-
tan es necesario utilizar grandes imanes superconductores Estos ima-
nes deben ser enfriados a muy bajas temperaturas con teacutecnicas comple-
jas lo que encarece mucho el proceso de obtencioacuten de imaacutegenes Sin
embargo la IRM tiene una ventaja que la TAC no posee no es agresi-
va para el paciente Puede ser empleada durante el tiempo o las veces
que se requiera sin dificultades mientras que al utilizar la TAC se so-
mete al paciente a niveles de radiacioacuten importantes en cada tomografiacutea
Levitacioacuten magneacutetica La necesidad de transportar maacutes raacutepida y eficientemente tanto a las
personas como a cualquier tipo de carga crece continuamente Desde
hace algunos antildeos en diversos paiacuteses existen los prototipos de un nuevo
meacutetodo de transportacioacuten que utiliza trenes con rieles o viacuteas electro-
magneacuteticas (figura 64) El meacutetodo se denomina de levitacioacuten magneacuteti-
ca o maglev (del ingleacutes magnetic levitation)
El teacutermino maglev se utiliza hoy diacutea como un teacutermino geneacuterico para
indicar cualquier tipo de transporte que base su movimiento en el uso
del electromagnetismo para lsquoflotarrsquo o levitar sobre un carril guiacutea o mo-
norraiacutel e impulsar el vehiacuteculo El funcionamiento del maglev estaacute fun-
damentado en la generacioacuten de campos magneacuteticos alternos que a la
vez que sostienen el tren lo impulsan hacia adelante Se emplean elec-
troimanes de bobinas superconductoras que praacutecticamente no consu-
men energiacutea Un Maglev tiacutepico cuenta con 16 imanes superconductores
de alta energiacutea magneacutetica que operan de forma independiente Asiacute se
garantiza un desempentildeo seguro aun cuando ocurran fallas simultaacuteneas
en varios de ellos
129
Figura 64 Tren de levitacioacuten magneacutetica en Shangai
Existen dos tipos baacutesicos de maglev el de suspensioacuten electromagneacute-
tica (SEM) y el de suspensioacuten electrodinaacutemica (SED) El sistema SEM
ha resultado ser bastante inestable la distancia entre los electroimanes
y los raiacuteles de unos 10 mm debe ser controlada y ajustada continua-
mente por computadora para evitar que el tren golpee el monorraiacutel
El maglev de suspensioacuten electrodinaacutemica SED utiliza la ley de Fa-
raday-Lenz para ubicar el tren en el centro del monorraiacutel y evitar los
choques Las bobinas de levitacioacuten de alta potencia estaacuten instaladas
fuera del tren en las prolongaciones que interaccionan con las bobinas
del monorraiacutel (figura 65) Cuando los electroimanes del tren pasan a
gran velocidad a varios centiacutemetros de las bobinas del monorraiacutel se
induce una corriente eleacutectrica que las convierte instantaacuteneamente en
imanes Aparecen fuerzas que tiran del vehiacuteculo hacia arriba causando
la levitacioacuten
Si el vehiacuteculo se desplaza lateralmente y trata de chocar contra el
raiacutel se inducen corrientes adicionales que originan fuerzas de repulsioacuten
sobre el lado maacutes cercano del tren y fuerzas de atraccioacuten sobre el maacutes
alejado De esa forma el tren siempre estaacute ubicado en el centro del raiacutel
sin posibilidad de choque
Las bobinas de levitacioacuten no son independientes estaacuten interconecta-
das a todo lo largo de la viacutea El empuje hacia delante se logra mediante
su energizacioacuten adicional por corrientes alternas generadas en subesta-
ciones distribuidas en todo el trayecto Las corrientes crean un campo
magneacutetico variable de tal forma que los electroimanes del vehiacuteculo son
atraiacutedos y repelidos alternadamente cuando se encuentran en la posicioacuten
adecuada para el avance Asiacute el vehiacuteculo se mueve siempre en el mis-
mo sentido de forma similar a como un ventilador alimentado por co-
rriente alterna gira siempre hacia un solo lado
Figura 65 Sistema magneacutetico de suspensioacuten (monorraiacutel) Los electro-
imanes de la viacutea actuacutean como suspensioacuten y como propulsioacuten a la vez
En todos los sistemas mecaacutenicos de transportacioacuten la friccioacuten cau-
sada por el roce de una superficie contra otra siempre estaacute presente El
rozamiento causa peacuterdidas de energiacutea genera calor y ocasiona el des-
gaste mecaacutenico de las diferentes partes del sistema Mientras menor sea
la friccioacuten entre las superficies menos fuerza se requiere para mover el
vehiacuteculo y maacutes eficiente seraacute el sistema de transportacioacuten utilizado
La reduccioacuten del rozamiento en el maglev permite eliminar el ruido
establecer una marcha maacutes estable reducir los costos de mantenimiento
y sobre todo alcanzar velocidades del orden de los 350 kmh El hecho
de que los trenes maglev no toquen los carriles tiene ademaacutes otras ven-
tajas aceleracioacuten y frenado maacutes raacutepidos mayor capacidad de subida en
cuestas y mejor funcionamiento en situaciones de lluvia intensa nieve y
hielo La eficiencia de estos vehiacuteculos es tal que en proporcioacuten solo
emplean de la mitad a la cuarta parte del combustible que gasta un
avioacuten o un automoacutevil en recorrer el mismo tramo
En principio el maglev parece ser maacutes seguro que los trenes con-
vencionales A causa del disentildeo de las viacuteas no puede haber descarrila-
mientos ni choques frontales No necesita cargar combustible a bordo
y al funcionar levitando sobre la viacutea disminuye la posibilidad de acci-
dentes por desgastes Sin embargo es necesario proteger a los viajeros
de los intensos campos electromagneacuteticos que se producen en el exte-
rior mediante un blindaje magneacutetico El blindaje se logra utilizando en
las paredes suelo y techo del tren alguacuten material ferromagneacutetico que
concentre en su interior y desviacutee las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
Una nota periodiacutestica de 2008 (BBC News) aseguraba que la ciudad
de Shangai era en ese momento la uacutenica con un servicio comercial ma-
glev en el mundo Desde el primero de enero de 2004 el tren transporta
viajeros entre el aeropuerto y el distrito financiero a 30 km de distancia
alcanzando velocidades de 350 kmh Con anterioridad desde 1984
hasta 1995 un maglev se utilizoacute en el aeropuerto internacional de Bir-
mingham Reino Unido para trasladar pasajeros hasta la estacioacuten de
trenes distante unos 600 m Fue finalmente sustituido por un sistema
convencional a causa de su baja confiabilidad
El tratamiento magneacutetico del agua
Se sabe desde hace muchos antildeos que al tratar el agua mediante cam-
pos magneacuteticos se afecta el comportamiento fiacutesico de las incrustaciones
en las calderas y tuberiacuteas Sin embargo a veces el procedimiento se
critica como pseudociencia quizaacutes porque junto a los reportes sobre
efectos reales demostrados en experimentos rigurosos tambieacuten suelen
aparecer falsos reportes sobre supuestos efectos no demostrados y se
echa en el mismo saco lo real y lo ficticio
Algunos de estos supuestos efectos no demostrados son el reforza-
miento de la resistencia del hormigoacuten hasta en 50 el incremento de
la eficiencia de separacioacuten por flotacioacuten de minerales en procesos in-
dustriales una mejor eficiencia de los detergentes en el lavado de la
ropa y gran cantidad de diversas aplicaciones meacutedicas Tambieacuten apare-
cen esporaacutedicamente artiacuteculos cientiacuteficos promisorios sobre una u otra
aplicacioacuten que nunca llegan a concretarse Por ejemplo en 2007 se
publicoacute un artiacuteculo (Environmental and Experimental Botany Vol 59
Issue 1 p 68-75) reportando el efecto de los campos magneacuteticos en la
germinacioacuten y desarrollo de las etapas tempranas del maiacutez donde se
obtuvieron efectos detectables en la germinacioacuten
132
Los autores encontraron que un porcentaje estadiacutesticamente signifi-
cativo de las semillas tratadas germinoacute antes que las de los grupos de
control y las plantas alcanzaron un mayor desarrollo en las primeras
etapas de crecimiento A los 10 diacuteas de la germinacioacuten se obtuvo un
mayor incremento de tamantildeo y peso resultados que coinciden con los
de otros investigadores (se citan 10 referencias)
Sin embargo esos resultados no garantizan de manera alguna un
posterior incremento de las cosechas El crecimiento acelerado incluso
pudiera ser dantildeino en vez de beneacutefico ocasionando lo que se suele
llamar lsquocrecer de viciorsquo y aportando a la larga menos frutos El artiacutecu-
lo tampoco propone un mecanismo que explique los efectos observa-
dos
Los anuncios comerciales poco escrupulosos contribuyen en gran
medida a divulgar fantasiacuteas de todo tipo Para ilustrar un magnetizador
comercial se muestra un esquema donde partiacuteculas negativas (cuales-
quiera que estas sean) se vuelven positivas tras el tratamiento magneacuteti-
co Ademaacutes las moleacuteculas de agua se ordenan como si fueran los mo-
mentos magneacuteticos de un soacutelido ferromagneacutetico saturado lo que resulta
en un absurdo por partida doble (httpwwwmagnetizernet
spaspahtm visto en agosto 7 2008) Recordar que el agua es diamag-
neacutetica y por tanto es repelida deacutebilmente por el campo magneacutetico No
es posible magnetizarla como si fuera un pedazo de hierro
En el mencionado sitio web se afirma que el tratamiento proporcio-
na los siguientes beneficios (ninguno de ellos demostrado) reduccioacuten
de la irritacioacuten de los ojos y la piel en piscinas accioacuten desodorizante
reduccioacuten de los costos de los tratamientos con cloro u otros agentes
quiacutemicos reduccioacuten de la tensioacuten superficial estabilizacioacuten del pH
eliminacioacuten maacutes efectiva de las lociones y aceites untados en la piel y
una sensacioacuten maacutes ldquosedosardquo del agua Se cita como uacuteltimo punto el
uacutenico realmente comprobado la reduccioacuten de las costras e incrustacio-
nes
Otros alegan que el tratamiento magneacutetico proporciona al agua pro-
piedades curativas o antiseacutepticas lo que tambieacuten carece de fundamento
La supuesta mejora en la eficiencia de los combustibles sometidos a
tratamiento magneacutetico merece un comentario aparte pues este argu-
mento resurge reiteradamente cada cierto tiempo y aunque existen
muchas patentes sobre el tema la demostracioacuten de la efectividad del
procedimiento nunca aparece Una buacutesqueda efectuada en agosto de
2008 en el sitio web especializado wwwsciencedirectcom dio por
resultado 40 artiacuteculos publicados de 1974 a la fecha que se relacionan
de alguna manera con el tratamiento magneacutetico del agua No surgioacute
ninguno respecto al tratamiento magneacutetico de combustibles En el sitio
httpwwwcsicoporgsi9801powellhtml se reporta una buacutesqueda
anterior con similares resultados
En todo caso soacutelo aparecen resultados anecdoacuteticos En un artiacuteculo
publicado en 2008 en la revista Applied Thermal Engineering por VA
Prisyazhniuk (Vol 28 Issue 13 Pages 1694-1697) se lee que durante la
Segunda Guerra Mundial la fuerza aeacuterea de Estados Unidos ensayoacute la
colocacioacuten de imanes junto a los conductos de combustible en los mo-
tores de los cazas P51 Mustang para mejorar su desempentildeo Sin embar-
go al buscar la fuente original citada por el autor lo que aparece es la
paacutegina WEB particular de la familia Shelley donde se pueden encon-
trar opiniones y reportes sin referencias sobre casi cualquier cosa
(httpwwwshelleysdemoncoukmagnetshtm) Tras una buacutesqueda
bastante exhaustiva el autor no pudo encontrar el reporte de un solo
experimento en banco de pruebas meacutetodo convencional para estudiar la
eficiencia de un motor de combustioacuten interna En estos bancos muy
familiares a los ingenieros se controlan los diversos reglajes del motor
su reacutegimen de trabajo a distintas potencias y otras variables de intereacutes
ameacuten del consumo de combustible Los entusiastas de aplicar el trata-
miento magneacutetico a combustibles nunca reportan esos estudios propo-
niendo en su lugar resultados donde intervienen de manera esencial
factores totalmente subjetivos como la pericia (y la honradez) de un
operador o chofer especiacutefico
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
La primera patente reivindicando el efecto del tratamiento magneacuteti-
co del agua sobre las costras data de 1946 Despueacutes aparecieron muchas
otras asiacute como una gran cantidad de reportes de todo tipo junto a ar-
tiacuteculos en revistas y dispositivos comerciales El esquema de un monta-
je convencional de laboratorio para aplicar tratamientos magneacuteticos y
su posterior estudio aparece en la figura 66
Se hace pasar el agua por una tuberiacutea a determinada velocidad a la
vez que se aplica un cam po magneacutetico externo Usualmente se estudia
la dependencia del efecto en funcioacuten de la velocidad del liacutequido y la 134
intensidad del campo aplicado ademaacutes de la influencia de otros posi-
bles paraacutemetros como la temperatura Se ha observado una mejoriacutea de
la eficiencia del dispositivo al incrementar la longitud de la seccioacuten de
tuberiacutea sometida al campo magneacutetico La mejoriacutea es maacutes marcada
cuando se colocan varios imanes consecutivos con la polaridad alterna-
da
Figura 66 Esquema de un dispositivo de laboratorio
para el tratamiento magneacutetico del agua
Un artiacuteculo resumen de 1996 lista maacutes de 80 referencias que repor-
tan la reduccioacuten en la formacioacuten de costras la aparicioacuten de costras me-
nos tenaces la remocioacuten de las ya existentes y la preservacioacuten de las
propiedades hasta 130 horas tras aplicar el tratamiento Se citan investi-
gaciones que tanto confirman como rechazan algunas conclusiones
parciales sin llegar a un resultado concreto Los mecanismos propues-
tos para explicar estos efectos comprenden interacciones intraioacutenicas o
intramoleculares efectos causados por la fuerza de Lorentz disolucioacuten
de contaminantes efectos de interfase soacutelido-liacutequido y cambios en la
morfologiacutea de los cristales minerales que se depositan Se ha considera-
do incluso la posibilidad de un efecto puramente mecaacutenico a causa de
la influencia del campo magneacutetico al crear posibles turbulencias en el
flujo liacutequido
Una gran parte de las dudas que existiacutean sobre el tratamiento se di-
siparon cuando Coey y Cass tras examinar maacutes de 100 muestras repor-
taron en una revista especializada en magnetismo que los sedimentos de
calcita obtenidos usualmente al evaporar el agua conteniendo iones 135
Ca2+ se convertiacutean en aragonita al aplicar el tratamiento Calcita y ara-
gonita son diferentes fases cristalinas del carbonato de calcio CaCO3
Tras el tratamiento magneacutetico Coey y Cass almacenaban el agua
durante un intervalo de tiempo to previo a su calentamiento en un bea-
ker a 80o C para formar los sedimentos Las fases soacutelidas se recolecta-
ban posteriormente del fondo del beaker y se analizaban mediante di-
fraccioacuten de rayos X y microscopia electroacutenica Encontraron un incre-
mento notable del cociente aragonitacalcita con el tratamiento magneacute-
tico alcanzando un maacuteximo para to ~ 40 horas
Tambieacuten se ha medido la concentracioacuten de iones Ca2+ a la salida de
un dispositivo magnetizador por meacutetodos electroquiacutemicos encontraacuten-
dose una reduccioacuten apreciable de la concentracioacuten de iones de calcio
Este resultado indica que el tratamiento magneacutetico activa de alguna
manera la precipitacioacuten del carbonato que queda en suspensioacuten en el
liacutequido y no puede contribuir a la conductividad eleacutectrica ni cristalizar
posteriormente en las paredes de la tuberiacutea
La eficacia del tratamiento se observa no solo en las nuevas deposi-
ciones de carbonato sino tambieacuten en las costras formadas con anterio-
ridad Existen reportes de que cuando se aplica el tratamiento las cos-
tras ya formadas desaparecen El autor tuvo la oportunidad de asistir
hace ya algunos antildeos a una reunioacuten resumen nacional sobre las expe-
riencias de la aplicacioacuten del tratamiento magneacutetico en diversos centra-
les o faacutebricas de azuacutecar En algunos casos el efecto fue tal que el des-
prendimiento de las costras obstruyoacute las tuberiacuteas y fue necesario inte-
rrumpir la produccioacuten
El tratamiento magneacutetico se aplica regularmente en muchas otras
instalaciones nacionales sin embargo maacutes allaacute de algunas considera-
ciones generales no existen modelos detallados que logren abundar en
la explicacioacuten fiacutesica de lo que sucede realmente en este caso
Tambieacuten se han encontrado resultados disiacutemiles utilizando tuberiacuteas
de acero inoxidable cobre y dos diferentes tipos de cloruro de polivini-
lo uno transparente y flexible y el otro riacutegido y opaco del tipo usado
en trabajos de plomeriacutea Aparecen reducciones del contenido de Ca2+ de
28 para el acero y el cobre mientras que para el PVC duro fue de 18
y praacutecticamente cero para el PVC blando por lo que las tuberiacuteas
utilizadas tambieacuten son un paraacutemetro importante que se debe tomar en
cuenta al estudiar los tratamientos magneacuteticos
136
Los reclamos publicitarios que afirman que el tratamiento magneacutetico
aporta al agua propiedades curativas o antiseacutepticas carecen de funda-
mento pues no existe la maacutes miacutenima evidencia ndashni teoacuterica ni experi-
mental- que justifique tales fantasiacuteas Y a pesar de las muchas patentes
que surgen cuando se realiza una buacutesqueda bibliograacutefica tampoco se ha
demostrado que el tratamiento magneacutetico aplicado a combustibles me-
jore su eficiencia los resultados experimentales que avalen tal afirma-
cioacuten nunca aparecen
Acelerador de partiacuteculas
Los campos magneacuteticos tambieacuten se utilizan como un medio auxiliar
para acelerar partiacuteculas elementales Estas se emplean posteriormente
para investigar el micromundo y tambieacuten para ldquobombardearrdquo tumores
de todo tipo en el interior del cuerpo Uno de los primeros aceleradores
de partiacuteculas fue el ciclotroacuten Su principio de operacioacuten es el siguiente
Dos cavidades huecas en forma de letra D guiacutean las partiacuteculas car-
gadas emitidas por una fuente ubicada en el centro del instrumento
(figura 67) Un campo magneacutetico perpendicular a la trayectoria (y al
plano del papel en la figura) producido por un potente electroimaacuten
hace que las partiacuteculas con carga eleacutectrica se muevan en una trayectoria
curva Las partiacuteculas son aceleradas en cada vuelta por una fuente pul-
sante de voltaje alterno cada vez que atraviesan la brecha o lsquogaprsquo entre
las lsquoDesrsquo
A medida que las partiacuteculas acumulan energiacutea se mueven en espiral
hacia el borde externo del acelerador Alliacute se pueden extraer utilizando
sistemas auxiliares que no aparecen en la figura
Tal como predice la teoriacutea especial de la relatividad cuando la velo-
cidad de las partiacuteculas se acerca a la de la luz se requiere cada vez maacutes
energiacutea para lograr incrementos adicionales de la velocidad Esto hace
que en cada vuelta las partiacuteculas se retrasen y no lleguen al gap en el
momento preciso para recibir el pulso de aceleracioacuten lo que impide el
aumento de la energiacutea maacutes allaacute de ciertos liacutemites
El problema quedoacute resuelto cuando se inventoacute el ciclotroacuten de fre-
cuencia modulada o sincrociclotroacuten instrumento donde la fuente pul-
sante de voltaje alterno va incrementando automaacuteticamente el intervalo
de tiempo entre los pulsos con el fin de compensar el retraso de las
partiacuteculas en cada vuelta Otros instrumentos de la misma familia son el
betatroacuten y el sincrotroacuten disentildeados para obtener muy altas energiacuteas en
otras aplicaciones donde el diaacutemetro del recorrido circular puede ser de
varios kiloacutemetros Todos ellos utilizan los campos magneacuteticos para
mantener confinadas las partiacuteculas mientras van adquiriendo energiacutea El
ciclotroacuten de la figura 67 posee un imaacuten superconductor de alta energiacutea
tiene una masa de 90 toneladas y un diaacutemetro de 34 m Requiere insta-
laciones auxiliares de control y programacioacuten que no aparecen en la
figura
Figura 67 a) Ciclotroacuten comercial para aplicaciones meacutedicas b) Esquema
simplificado de su funcionamiento (Adaptado de Rev Cub Fis vol 24 No
2 p 175-177 2007)
Cuando el magnetismo es indeseable
Minas magneacuteticas
Los aceros ordinarios empleados en la construccioacuten de grandes buques
son ferromagneacuteticos en mayor o menor grado Al desplazarse el buque
durante largos periacuteodos por la superficie del mar atravesando conti-
nuamente las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica del campo terrestre su
estructura llega a magnetizarse ligeramente El proceso es similar al que
tiene lugar cuando cualquier material ferromagneacutetico -un clavo unas
tijeras o un cuchillo- se frota con un imaacuten Aunque las fuerzas involu-
cradas son muy pequentildeas la exposicioacuten prolongada al campo hace que
los dominios magneacuteticos en el seno del material tiendan a ordenarse en
la direccioacuten del campo externo dando lugar a la magnetizacioacuten del
buque (ver capiacutetulo 2) Como las liacuteneas de fuerza variacutean su inclinacioacuten
con la latitud geograacutefica la magnetizacioacuten no solo tiene componentes
horizontales a lo largo del barco tambieacuten tiene componentes verticales
y transversales
En 1939 a principios de la 2da Guerra Mundial los alemanes apro-
vecharon este fenoacutemeno al idear minas magneacuteticas submarinas para
hundir los barcos ingleses Las minas eran capaces de detectar a distan-
cia a los grandes barcos y dantildearlos sin necesidad de hacer contacto
directo a causa de la onda de choque generada en el agua durante la
explosioacuten Se colocaban en el lecho marino en lugares de poco calado
cerca de las costas empleando aviones o submarinos y se ajustaban
para que estallaran al pasar un barco enemigo por encima No era posi-
ble neutralizarlas por los meacutetodos usuales que se empleaban para detec-
tar las minas convencionales que solo estallaban por contacto directo y
debiacutean ir ubicadas muy cerca de la superficie
Las minas poseiacutean una aguja magneacutetica muy sensible activada me-
diante un mecanismo de relojeriacutea tras ser colocada en el lugar deseado
La presencia cercana de cualquier naviacuteo magnetizado era suficiente
para mover la aguja y disparar el mecanismo auxiliar que haciacutea estallar
la mina
En 1939 los ingleses perdieron 14 buques barreminas disentildeados es-
peciacuteficamente para neutralizar minas pues no eran capaces de detectar
las minas magneacuteticas Ya para noviembre de ese mismo antildeo los alema-
nes habiacutean depositado unas 800 minas en los mares cercanos a la costa
inglesa y a la salida de sus riacuteos navegables
Tras develar su principio de funcionamiento -al recobrar una mina
mal colocada que no explotoacute- los ingleses idearon diversos medios para
neutralizarlas Uno de ellos era desmagnetizar los buques mediante un
enrollado de alambre alrededor del casco energizado con la planta eleacutec-
trica del propio buque que superponiacutea un campo de sentido contrario
para neutralizar la magnetizacioacuten del buque Enormes trasatlaacutenticos
como el Queen Mary y el Queen Elizabeth empleados para el transpor-
te de tropas fueron protegidos de esta manera
139
Para desactivar las minas se empleaban lanchas de madera que
arrastraban una balsa conteniendo una bobina La bobina generaba un
campo magneacutetico de intensidad suficiente como para hacer estallar las
minas Aviones equipados en forma similar capaces de volar a muy
baja altura se utilizaron con el mismo fin (Figura 68)
Maacutes adelante se encontroacute que al deslizar un cable con una corriente
de 2000 ampere a lo largo del casco de un buque (teacutecnica denominada
wiping) se induciacutea un campo apropiado que neutralizaba la magnetiza-
cioacuten El procedimiento funcionaba por un tiempo pero despueacutes era
necesario repetirlo
Figura 68 El avioacuten AF Vickers Wellington DWI Mark II de la Royal
Air Force fue otra respuesta para neutralizar las minas magneacuteticas ale-
manas El anillo de madera de balsa de 4 m de diaacutemetro creaba un
campo magneacutetico mediante una bobina de aluminio alimentada por un
generador dentro del avioacuten Al volar rasante sobre el agua haciacutea estallar
las minas
A partir de ese momento medidas y contramedidas relacionadas con
las minas magneacuteticas siguieron desarrollaacutendose por las fuerzas navales
de todo el mundo Es un tema que se ha tomado en cuenta en diferentes
conflictos beacutelicos Los sistemas actuales de desmagnetizacioacuten son mu-
cho maacutes complejos e incluyen no menos de tres conjuntos de bobinas
separadas para reducir la intensidad del campo magneacutetico del buque en
tres direcciones perpendiculares entre siacute 140
Hace unos pocos antildeos la marina norteamericana ensayoacute el uso de
bobinas superconductoras desmagnetizantes capaces de trabajar con
mejor eficiencia y reducir el peso de los enrollados hasta en 80 Un
resumen actualizado sobre el tema de la desmagnetizacioacuten de los bu-
ques aparece en el sitio WEB de la Revista Marina de Chile (referencia
77)
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Otro ejemplo donde la magnetizacioacuten resulta perjudicial y debe ser
eliminada a toda costa es cuando hay que soldar grandes tuberiacuteas de
acero Tal necesidad se presenta por ejemplo al instalar sistemas in-
dustriales de enfriamiento que deban trabajar a alta temperatura o que
necesiten soportar mucha carga Tanto durante el proceso de fabrica-
cioacuten como de transportacioacuten a grandes distancias los tubos pueden
llegar a magnetizarse en forma notable seguacuten sea la aleacioacuten especiacutefica
empleada en su construccioacuten
La forma usual de unir los tubos es aplicar a los bordes en contacto
una chispa o arco eleacutectrico con una varilla de soldar confeccionada a
partir de una aleacioacuten adecuada y alguacuten otro componente que evite la
oxidacioacuten y facilite la soldadura (el fundente) El arco no es maacutes que
una corriente eleacutectrica muy intensa formada por electrones y partiacuteculas
de aire ionizado que se mueven a gran velocidad (ver capiacutetulo 3) La
corriente pasa a traveacutes del aire ionizado formando un arco estable ge-
nerando efectos luminosos y una temperatura muy alta suficiente para
fundir el extremo de la varilla y poner al rojo los bordes de los tubos El
operador deposita en los bordes el material fundido que se difunde y
mezcla con el material de los tubos hasta lograr la soldadura
En el capiacutetulo 4 se analizoacute que los campos magneacuteticos estaacuteticos son
capaces de interaccionar con las partiacuteculas cargadas en movimiento
Una de las principales propiedades de esa interaccioacuten es que las fuerzas
que aparecen estaacuten siempre dirigidas en sentido lateral (perpendicular)
al movimiento de la partiacutecula De aquiacute que si el tubo estaacute magnetizado
el arco eleacutectrico se desviaraacute hacia un lado del punto especiacutefico que se
desea calentar cualquiera sea el punto que se seleccione y como quiera
que se coloque la varilla En realidad el arco salta continuamente de un
lugar a otro y no es posible alcanzar en punto alguno la temperatura
necesaria para formar la soldadura
Por ello no queda maacutes remedio que desmagnetizar los tubos pre-
viamente La forma usual de lograrlo es enrollando un alambre conduc-
tor a su alrededor y haciendo pasar por eacutel una corriente alterna de gran
intensidad que crea un campo magneacutetico alternante en el seno del tubo
Al ir disminuyendo paulatinamente la intensidad de la corriente hasta
llegar a cero los dominios magneacuteticos en el seno del material van que-
dando desordenados hasta que la magnetizacioacuten desaparece cuando la
corriente se anula totalmente (capiacutetulo 2) Si la tuberiacutea estaacute muy magne-
tizada puede ser necesario repetir varias veces el proceso
Existen equipos comerciales disentildeados especialmente para aplicar
este procedimiento a tuberiacuteas de diversos diaacutemetros incluyendo las
mayores que se fabrican
Magnetizacioacuten de la maquinaria industrial A partir de los antildeos setenta del siglo pasado comenzoacute a tomarse en
cuenta que el magnetismo inducido en diversas maquinarias podiacutea ser
la causa de muchas fallas hasta el momento inexplicables Hoy diacutea se
le atribuye a la magnetizacioacuten el deterioro de rodamientos cadenas
engranajes y acoplamientos en maquinarias que aparentemente no tie-
nen alguna conexioacuten magneacutetica y no forman parte de motores genera-
dores ni poseen conexiones eleacutectricas
El problema se origina en que las partes de acero interconectadas en-
tre siacute crean circuitos magneacuteticos Estos circuitos proporcionan una viacutea
faacutecil para la transmisioacuten de los campos magneacuteticos generados por mo-
tores u otros dispositivos magneacuteticos ubicados en lugares relativamente
distantes
Un campo magneacutetico en movimiento crea voltajes y corrientes indu-
cidas en el seno del material que incrementan la temperatura y aceleran
el desgaste de los rodamientos y otras partes moacuteviles Los voltajes y
corrientes inducidas son mayores mientras maacutes raacutepido es el movimiento
relativo de las superficies en contacto (capiacutetulo 4)
Otras posibles fuentes de magnetizacioacuten de la maquinaria son a) la
exposicioacuten de algunas de sus partes a campos magneacuteticos intensos que
den origen a una magnetizacioacuten remanente y b) el paso de una corriente
continua intensa durante una soldadura de arco
En casos extremos la combinacioacuten de diferentes elementos puede
llegar a causar con el tiempo chispas y dantildeos severos en la superficie de
las partes deslizantes incrementando la friccioacuten y el desgaste Algunos
fabricantes preveacuten estos comportamientos indeseables incluyendo ma-
teriales aislantes en los rodamientos
Anomaliacutea magneacutetica La distribucioacuten normal del campo magneacutetico terrestre se puede alterar
por muchas razones por la actividad solar por la presencia de grandes
objetos construidos con materiales de alto contenido de hierro como
aviones barcos o submarinos o a causa de la influencia las estructuras
geoloacutegicas formadas por minerales con inclusioacuten de diversas sustancias
ferromagneacuteticas como el hierro (Fe) el niacutequel (Ni) o el cobalto (Co) Es
posible detectar tales anomaliacuteas mediante los Sensores de Anomaliacuteas
Magneacuteticas (SAM) instrumentos mucho maacutes sensibles que la bruacutejula
disentildeados especialmente para detectar las pequentildeas alteraciones en la
distribucioacuten del campo magneacutetico terrestre (figura 69)
Figura 69 Sensor de anomaliacuteas magneacuteticas (magnetoacuteme-
tro de compuerta de flujo)
143
El funcionamiento de un SAM es diferente al de los detectores de
tuberiacuteas soterradas o a los usados en aeropuertos para descubrir armas u
otros objetos ocultos de metal Los SAM soacutelo son sensibles a las per-
turbaciones magneacuteticas causadas por la presencia de Fe Ni Co y sus
aleaciones o por oacutexidos u otros minerales que los contengan de he-
cho la primera aplicacioacuten praacutectica de un magnetoacutemetro de este tipo fue
la de localizar depoacutesitos minerales que tuvieran componentes ferro-
magneacuteticos El primer texto publicado sobre el tema ldquoExamen de ya-
cimientos de hierro mediante medidas magneacuteticasrdquo data de 1879
Hoy diacutea se siguen utilizando magnetoacutemetros en las prospecciones
geoloacutegicas Los maacutes sensibles son capaces de detectar variaciones de
01 nanotesla que representa soacutelo una diezmileacutesima parte de la intensi-
dad promedio del campo magneacutetico terrestre
Estos instrumentos reaccionan ante cualquier acumulacioacuten de mine-
ral ferroso con tal que no se encuentre muy alejada de la superficie
pero tambieacuten detectan cualquier otro objeto ferromagneacutetico cercano A
causa de la extrema sensibilidad para no alterar las lecturas los opera-
rios deben despojarse de todos los objetos que contengan materiales
ferromagneacuteticos tales como cuchillos hebillas gafas de armadura me-
taacutelica o llaveros Un magnetoacutemetro geoloacutegico es un instrumento pe-
quentildeo que consta de un detector y un registrador que se llevan a cues-
tas Es tiacutepico que el detector se coloque en una peacutertiga de 2 a 3 metros
de longitud con el fin de atenuar cualquier influencia proveniente del
operador (figura 610)
Otras posibles interferencias pueden ser causadas por construcciones
cercanas liacuteneas de ferrocarril autos y carretas o vigas de acero que se
encuentren soterradas como por ejemplo en los cimientos de un edifi-
cio Tambieacuten pueden alterar las lecturas del magnetoacutemetro las liacuteneas de
transmisioacuten eleacutectrica los transformadores de la red comercial e incluso
las variaciones propias del campo magneacutetico terrestre que siempre estaacute
sujeto a pequentildeas fluctuaciones
Las compantildeiacuteas de explotacioacuten de minerales tambieacuten suelen emplear
aviones para hacer la prospeccioacuten de rocas ferrosas aunque la detec-
cioacuten se basa en otros principios ya revisados en el capiacutetulo 4 al descri-
bir la deteccioacuten de metales (figura 611)
144
Figura 610 Prospeccioacuten de minerales ferrosos El mag-
netoacutemetro se encuentra en el extremo de la peacutertiga
Figura 611 Prospeccioacuten de minerales desde el aire
La uacuteltima novedad en la prospeccioacuten de minerales por medios elec-
tromagneacuteticos consiste en el uso de lsquodronesrsquo En la actualidad se en-
tiende por drone cualquier dispositivo aeacutereo controlado y no tripulado
(figura 612) Si en sus inicios los drones se utilizaron de manera ex-
clusiva para fines beacutelicos sus aplicaciones se han ido diversificando
cada vez maacutes Algunas compantildeiacuteas de prospeccioacuten mineral tienen en
sus planes inmediatos usar drones para levantar mapas del espectro
electromagneacutetico a diferentes frecuencias Seguacuten Peter LeCouffe 145
director de operaciones de la compantildeiacutea canadiense Harrier Aerial Sur-
veys los drones se usaraacuten para lsquohellipregistrar las diversas bandas del
espectro electromagneacutetico Diferentes minerales dejaraacuten huellas elec-
tromagneacuteticas disiacutemiles de manera que con un procesador podemos en
principio resolver la composicioacuten de esos mineralesrsquo
(httpwwwminingandexplorationcatechnologyarticledrones_are_re
ady_for_takeoff_in_the_mining_industry)
Figura 612 Drone utilizado en la actualidad en
la prospeccioacuten de minerales por medios no
magneacuteticos con una autonomiacutea de vuelo de 15
a 20 minutos
Conflictos beacutelicos
Durante la Segunda Guerra Mundial los diversos contendientes emplea-
ron magnetoacutemetros para descubrir los submarinos enemigos (figura
613) el instrumento era remolcado por un barco o se colocaba en una
aeronave el meacutetodo aeacutereo es el habitual en la actualidad dada la sensi-
bilidad de los magnetoacutemetros contemporaacuteneos Cualquier variacioacuten
brusca del campo magneacutetico en las cercaniacuteas del detector como por
ejemplo la que tiene lugar en el motor de arranque durante el encendi-
do de un vehiacuteculo proporcionaraacute una clara sentildeal Esta uacuteltima particula-
ridad ha sido empleada en los conflictos beacutelicos para detectar garajes o
cocheras militares camufladas
Para reducir la interferencia de los equipos eleacutectricos proveniente
del propio avioacuten el SAM se coloca en una proyeccioacuten externa o bota-
loacuten como el que se muestra en un avioacuten P-3C de la Lockheed (figura
614) en los helicoacutepteros el magnetoacutemetro se cuelga de un cable Lo 146
usual es antildeadir circuitos electroacutenicos para neutralizar el ruido magneacuteti-
co de interferencia proveniente de la aeronave Aun asiacute el submarino se
detectaraacute solo si se encuentra cerca de la superficie y no demasiado
lejos del medio aeacutereo empleado
Figura 613 Deteccioacuten magneacutetica de submarinos
Figura 614 Botaloacuten con el magnetoacutemetro en su interior
147
El alcance maacuteximo de deteccioacuten de unos 1200 m lo determina el
tamantildeo del submarino y la composicioacuten de su casco aunque tambieacuten
influye en el alcance la direccioacuten relativa del movimiento respecto al
campo magneacutetico terrestre tanto del avioacuten como del submarino Exis-
ten submarinos nucleares cuyo casco estaacute construido de titanio metal
no magneacutetico no obstante diversos instrumentos y equipos en su inte-
rior que incluyen las turbinas el reactor y los motores dieacutesel auxiliares
se construyen de aleaciones que contienen hierro y niacutequel haciendo
factible su deteccioacuten magneacutetica
El magnetoacutemetro que aparece en el esquema de la figura 69 deno-
minado lsquode compuerta de flujorsquo (fluxgate magnetometer) fue desarro-
llado en 1930 funciona energizando con corriente alterna dos bobinas
ideacutenticas en oposicioacuten de manera que la lectura del amperiacutemetro aco-
plado a la bobina secundaria se puede ajustar a cero en presencia del
campo terrestre Sin embargo cualquier perturbacioacuten magneacutetica poste-
rior causa un desequilibrio en la magnetizacioacuten de los nuacutecleos ferro-
magneacuteticos y en la corriente que atraviesa las bobinas apareciendo una
sentildeal detectable en el secundario
Un tipo de magnetoacutemetro maacutes reciente es el de precesioacuten de proto-
nes A pesar de que su nombre quizaacutes le sugiera al lector un teacutermino de
ciencia-ficcioacuten su funcionamiento es muy sencillo (aunque la fiacutesica del
fenoacutemeno no lo es) En este caso el enrollado se coloca alrededor de un
recipiente largo y estrecho con agua etanol o keroseacuten Al usar una
bateriacutea de corriente continua y desenergizar bruscamente el enrollado
en presencia del campo magneacutetico terrestre aparece una extracorriente
de ruptura que activa los momentos magneacuteticos de los protones en los
nuacutecleos atoacutemicos de la sustancia en cuestioacuten Se genera asiacute una peque-
ntildea sentildeal proporcional al campo terrestre que se puede amplificar y de-
tectar Un ejemplo de extracorriente de ruptura es la pequentildea chispa
que ocasionalmente se origina en un interruptor al desconectar un mo-
tor o una laacutempara de luz friacutea
En la actualidad existen magnetoacutemetros computarizados muy sensi-
bles que pueden detectar anomaliacuteas magneacuteticas terrestres desde los
sateacutelites en oacuterbita Magnetoacutemetros complejos se incluyen en naves
espaciales para estudiar el magnetismo del sol y otros planetas En julio
de 2007 se publicoacute el Mapa Mundial Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
con datos recopilados durante un largo periacuteodo de tiempo Fue confec-
cionado usando sensores SAM de diversos tipos combinando determi-
naciones terrestres mariacutetimas y aeacutereas por viacutea sateacutelite (figura 615)
El mapa completo se puede descargar en
httpprojectsgtkfiexportsitesprojectsWDMAMprojectperugiaW
DMAM_102_2007_Edition_low_resolution_reduced1pdf
Figura 615 Seccioacuten Centroamericana y Caribentildea del Mapa Mundial
Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
149
CAPIacuteTULO 7
TERAPIAS MAGNEacuteTICAS REALES E ILUSORIAS
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
En la actualidad existen muchas terapias que aplican campos magneacuteti-
cos tanto estaacuteticos como electromagneacuteticos Algunas tienen base cien-
tiacutefica y son totalmente vaacutelidas como la diatermia que consiste en el
calentamiento local de los tejidos aplicando radiacioacuten de microondas
Otras no poseen valor alguno a la luz de los conocimientos cientiacuteficos
contemporaacuteneos sin embargo muchas personas alegan sentirse mejor
cuando se someten a ellas
Las terapias ilusorias aparentan causar beneficios por diversas razo-
nes Una de ellas es el efecto placebo descrito en el capiacutetulo siguiente
Otra razoacuten es que no toman en cuenta la evolucioacuten natural de los pade-
cimientos que pretenden curar Por ejemplo hay estadiacutesticas que mues-
tran que en casi el 90 de los casos de las dolencias relacionadas al
sistema osteo-mio-articular hay remisioacuten espontaacutenea de siacutentomas es
decir desaparecen o reducen su intensidad por siacute mismos lo cual hace
aparecer como eficaz cualquier tratamiento aplicado tanto si es con-
vencional como si pertenece al grupo de las llamadas medicinas ldquoalter-
nativasrdquo ldquonaturalesrdquo o ldquotradicionalesrdquo
Se dice que es necesario conocer el pasado para poder comprender
el presente y vislumbrar hacia doacutende iremos en el futuro Y la realidad
es que muchos supuestos tratamientos magneacuteticos ldquonovedososrdquo ade-
maacutes de carecer de fundamento cientiacutefico fueron ya ensayados y
desechados hace mucho Auacuten alcanzan categoriacutea de terapia en ciertos
ciacuterculos gracias a la ignorancia de practicantes y pacientes a la ilusoria
promesa de alivio efectivo con poco esfuerzo y sin riesgos para el 150
paciente y a la propaganda reiterada acerca de su supuesta efectividad
la mayoriacutea de las veces con fines estrictamente econoacutemicos
A veces se alega que tales terapias son beneacuteficas porque los imanes
son lsquonaturalesrsquo como si esto fuera un argumento de peso En realidad
los imanes que se encuentran en la vida diaria son todos sinteacuteticos di-
sentildeados para cada aplicacioacuten especiacutefica Poseen propiedades magneacuteti-
cas muy superiores a las de la magnetita natural que en la praacutectica soacutelo
ha quedado para curiosidad de museo o uso de laboratorio (ver tabla
23) Ademaacutes el naturismo no es ciencia sino una doctrina que predi-
ca el uso de productos naturales para prevenir o curar las enfermedades
Nadie ha demostrado que la medicina natural sea superior o siquiera
equivalente a la medicina convencional moderna excepto quizaacutes en
alguna contada excepcioacuten
No es raro que las supuestas terapias aparezcan de forma recurrente
Alcanzan un maacuteximo de popularidad se ponen de moda y muchos las
adoptan Al cabo de un corto tiempo surge el desencanto se comprueba
que no sirven para nada y desaparecenhellip aunque no totalmente para
reaparecer con fuerza al cabo de unos pocos antildeos renaciendo de sus
cenizas como el ave Feacutenix
El caso de las pulseras magneacuteticas del capiacutetulo 1 no es ni mucho
menos el uacutenico En la actualidad no resulta difiacutecil encontrar anuncios
promociones y artiacuteculos en revistas no especializadas o en la Internet
donde se ensalzan las virtudes de uno u otro tratamiento magneacutetico o de
radiaciones desconocidas para ser aplicadas tanto a personas como a
animales Los anuncios recomiendan bobinas para generar campos al-
ternos o imanes permanentes para magnetoterapia prometiendo al
comprador beneficios de todo tipo a un precio moacutedico Usualmente los
imanes se colocan en alguacuten soporte o aditamento adecuado como pulse-
ras vendas collares mantas e incluso camas
Estas promociones nunca aportan pruebas de sus afirmaciones citan
personajes inexistentes o fuera de contexto y ni siquiera emplean una
terminologiacutea veraz Lo usual es que utilicen teacuterminos cientiacuteficos pero
en forma incorrecta No obstante para el lector no entrenado estas
declaraciones suelen resultar bastante convincentes pues la terminolo-
giacutea cientiacutefica proporciona un manto de ciencia y veracidad a lo que
nada tiene de lo uno o de lo otro Tambieacuten pesa mucho en la balanza el
afaacuten del paciente de buscar solucioacuten a una dolencia que puede no ser
fatal pero siacute muy molesta recurrente y difiacutecil de aliviar 151
Por tanto iquestqueacute hay de cierto y queacute de falso en las terapias magneacuteti-
cas iquestQueacute se sabe en realidad y queacute resulta una pura especulacioacuten iquestEs
correcto incluir a todas bajo una misma denominacioacuten Es decir por
ser magneacuteticas o electromagneacuteticas iquesttodas sirven iquestNinguna sirve
iquestSon beneacuteficas o son dantildeinas iquestCoacutemo separar la ficcioacuten de la realidad
Campos magnetostaacutetico y electromagneacutetico Antes de proseguir resulta conveniente insistir en lo siguiente Existe
una diferencia esencial entre los campos magnetostaacuteticos asociados a
los imanes permanentes (o a una bobina con corriente continua) y los
campos electromagneacuteticos que se generan en una antena emisora o se
producen al hacer pasar una corriente alterna por el enrollado de una
bobina La diferencia consiste en que los campos magneacuteticos variables
en el tiempo siempre tienen asociado un campo eleacutectrico mientras que
los campos magneacuteticos estaacuteticos no estaacuten asociados a campo eleacutectrico
alguno
Los magnetoterapeutas usualmente desconocen lo anterior y no ha-
cen distincioacuten entre uno y otro cuando en realidad resulta imprescindi-
ble analizarlos por separado pues las propiedades son radicalmente
distintas En un caso solo actuacutea un campo el magneacutetico En el otro dos
campos con propiedades muy diferentes actuaraacuten a la vez sobre el suje-
to
Campo magneacutetico estaacutetico magnetoterapia El teacutermino proviene del ingleacutes magnetotherapy ldquoterapia con imanesrdquo
pero tambieacuten se aplica a los campos generados en bobinas con corriente
continua siempre y cuando la corriente no variacutee con el tiempo
Desde la antiguumledad se le han atribuido virtudes curativas a los ima-
nes Cuando se revisa la literatura surgen referencias anecdoacuteticas anti-
guas aunque difiacuteciles de verificar Asiacute se mencionan papiros de antes
de nuestra era donde aparece la receta de un unguumlento aplicable a heri-
das en la cabeza nombrando el hierro meteoacuterico que algunos interpre-
tan como el imaacuten natural magnetita Tambieacuten parece ser que griegos y
romanos atribuiacutean efectividad a los tratamientos magneacuteticos Seguacuten
algunas fuentes el griego Hipoacutecrates considerado el meacutedico maacutes
152
importante de la antiguumledad recomendaba ldquohellipsi la cavidad uterina no
retiene el semen viril toma plomo y saca de la piedra que atrae el hie-
rro un polvo fino envuelve todo en tela de lino humedecida con leche
de mujer y luego apliacutecalo como fomento contra la matrizrdquo Otras afir-
man que en los escritos del bioacutegrafo y ensayista griego Plutarco se pue-
de encontrar la desconcertante referencia de que un imaacuten permanente
pierde su fuerza si se le restriega con ajo Tambieacuten aparecen menciones
sobre las supuestas virtudes curativas de la magnetita en escritos persas
aacuterabes y bizantinos antiguos
En el siglo XVI el meacutedico filoacutesofo y alquimista suizo Theophrastus
Bombastus von Hohenheim (1493-1541) maacutes conocido como Paracel-
so utilizoacute imanes permanentes para tratar la epilepsia la diarrea y las
hemorragias procedimientos que posteriormente fueron encontrados
sin fundamento Consideraba que las enfermedades eran atraiacutedas hacia
el imaacuten de la misma forma que son atraiacutedos el acero y el hierro y que
uno de los polos era capaz de atraer y el otro de repeler los padecimien-
tos
Aunque los escritos de Paracelso conteniacutean elementos de magia la
oposicioacuten a los preceptos meacutedicos de su tiempo apoyados en purgas y
sanguijuelas para lsquoextraer los malos fluidos del cuerporsquo contribuyeron
al adelanto del pensamiento cientiacutefico de la eacutepoca Algunos de sus cri-
terios subsisten hasta hoy en forma de pseudociencia como por ejem-
plo la supuesta diferencia de aplicar un polo norte o un polo sur en
diferentes terapias magneacuteticas Paracelso tambieacuten es considerado pre-
cursor de otra pseudociencia la homeopatiacutea de Samuel Hahnemann
(1755-1843) pues muchos de sus remedios se cimentaban en la creen-
cia de que ldquolo similar cura lo similarrdquo Esta frase resume la lsquoley de lo
similaresrsquo uno de los nunca demostrados postulados de Hahnemann
(ver Rev Cub Fiacutesica vol 25 No 1 (2008) p 38-44 accesible en la
WEB)
En los siglos siguientes se multiplicaron en toda Europa partidarios
y detractores de las terapias magneacuteticas En 1641 el irlandeacutes Valentine
Greatrakes inspirado en un suentildeo se dedicoacute a prestar sus servicios
como sanador frotando las partes afectadas con una barra de hierro
magnetizada El eacutexito de sus tratamientos fue confirmado por personas
distinguidas y educadas de la eacutepoca pero las curas eran transitorias y
la cantidad de personas que veniacutean a consultarlo fue decreciendo gra-
dualmente hasta que se retiroacute Johan Baptiste van Helmont (1644)
intentoacute asociar el magnetismo a la miacutestica encontrando la oposicioacuten del
jesuita Adanasius Kircher quien consideraba las conjeturas supersticio-
sas como payasadas Es posible encontrar referencias del siglo XVIII
sobre la aplicacioacuten de los imanes permanentes a los dolores dentales y a
las histerias temblores y tortiacutecolis Tambieacuten se mencionan la mejora en
la regularidad de las menstruaciones y la atenuacioacuten de dolores en ge-
neral
Franz Anton Mesmer
La terapia magneacutetica con imanes permanentes alcanzoacute su mayor grado
de popularizacioacuten a finales del siglo XVIII en Francia con Franz Anton
Mesmer un meacutedico austriacuteaco precursor en los campos del psicoanaacutelisis
y del hipnotismo Mesmer habiacutea sido alumno de otro sacerdote jesuita
el padre Maximilian Hell quien realizaba ldquocuracionesrdquo a principios de
la deacutecada de 1770 aplicando a sus pacientes placas de acero magneti-
zado
En viacutesperas de la Revolucioacuten Francesa Mesmer inauguroacute en Pariacutes
un saloacuten de curaciones que atendiacutea a la nobleza e incluiacutea tratamientos
magneacuteticos Las curaciones se lograban tratando las ldquohellipdesviaciones
indeseables del magnetismo animal innato a los seres humanosrdquo Con el
tiempo Mesmer descubrioacute que obteniacutea los mismos resultados sin utili-
zar los imanes y postuloacute que el lsquomagnetismo animalrsquo inherente a todo
lo vivo era quien le permitiacutea corregir las anomaliacuteas del lsquoflujo magneacuteti-
corsquo en los enfermos
Uno de sus tratamientos consistiacutea en reunir a los pacientes en una
habitacioacuten oscura Vistiendo una tuacutenica dorada y una especie de varita
maacutegica en su mano los sentaba alrededor de una gran vasija que conte-
niacutea una disolucioacuten de productos quiacutemicos El magnetizador y sus ayu-
dantes todos varones miraban fijamente a los ojos de los pacientes les
hablaban y les frotaban diversas partes del cuerpo incluyendo los senos
de las mujeres mientras los pacientes se agarraban a unas barras de
hierro que sobresaliacutean de la disolucioacuten hasta que se alcanzaba un cierto
grado de exaltacioacuten De esta manera se curaban a diestra y siniestra
muchos aristoacutecratas principalmente mujeres joacutevenes
En 1785 cuatro antildeos antes del inicio de la Revolucioacuten Francesa los
principales meacutedicos de Pariacutes presionaron a Luis XVI para que tomara
154
cartas en el asunto quien hizo que la Academia Francesa de las Cien-
cias nombrara una comisioacuten para revisar los lsquotratamientosrsquo de Mesmer
La comisioacuten incluiacutea personalidades de renombre como el astroacutenomo
Jean Sylvain Bailly miembro de la Academia primer presidente de la
Asamblea Nacional durante la Revolucioacuten Francesa y posteriormente
Alcalde de Pariacutes el quiacutemico Antoine Lavoisier descubridor de la Ley
de Conservacioacuten de la Masa miembro de la Academia tambieacuten cono-
cido como el Padre de la Quiacutemica Moderna el meacutedico Joseph Ignace
Guillotin de sombriacutea celebridad hoy diacutea pero un meacutedico reconocido en
su eacutepoca y diputado a la Asamblea Nacional y Benjamiacuten Franklin
revolucionario norteamericano diplomaacutetico y experto en electricidad
inventor del pararrayos y los bifocales
La comisioacuten realizoacute lo que hoy se conoce como un elemental expe-
rimento de control aplicoacute el tratamiento magnetizador sin que los pa-
cientes lo supieran y no se produjeron las curaciones Se concluyoacute que
las curaciones si las habiacutea estaban solo en la mente de las personas que
las esperaban El informe elaborado desfavorable para las teoriacuteas de
Mesmer hizo que este perdiera raacutepidamente su prestigio y pasara el
resto de su vida en el olvido
La figura 71 muestra un dibujo de un perioacutedico parisino de la eacutepo-
ca Benjamiacuten Franklin aparece a la izquierda con los documentos que
declaran el magnetismo animal una farsa Arriba a la derecha Mesmer
con grandes orejas de burro es expulsado volando de la sala junto a su
seacutequito de asistentes Los maacutes maliciosos en Pariacutes acusaban a Mesmer
de ejecutar praacutecticas maacutegico-sexuales en su saloacuten de curaciones
Los reportes originales de las autoridades parisinas detallando las te-
rapias de Mesmer junto a muchas otras informaciones sobre falsos
expertos y tratamientos magneacuteticos aparecen en el libro de Charles
Mackay ldquoMemorias de Ilusiones Populares y la Locura de las Multitu-
desrdquo editado en 1841 Se encuentra accesible en
httpwwwfullbookscomMemoirs-of-Extraordinary-Popular-
Delusionsx3081html
155
Figura 71 Dibujo satiacuterico de un perioacutedico parisieacuten
de 1790 ridiculizando al magnetismo animal lsquoFran-
klin pone en fuga a los mesmeristasrsquo en lsquoEl magne-
tismo develadorsquo Biblioteca Nacional de Francia
Tractores de Perkins
Tambieacuten hacia finales del siglo XVIII el meacutedico Elisha Perkins de
Connecticut que alternaba el ejercicio de la medicina con el de comer-
cio de mulas recomendaba el uso de lsquotractores metaacutelicosrsquo para el tra-
tamiento de varias enfermedades en personas y caballos Los lsquotractoresrsquo
(punzones confeccionados de dos metales diferentes que en realidad no
teniacutean propiedades magneacuteticas) se utilizaban frotando suavemente el
aacuterea lesionada para ldquoextraer el fluido eleacutectrico nocivo que subyace en
la base del sufrimientordquo En 1776 justo al comienzo de la guerra de
independencia de Estados Unidos le habiacutea sido concedida una patente
bajo el tiacutetulo ldquoaparato metaacutelico de Perkins para la terapia del dolorrdquo
Algunos meacutedicos prominentes esceacutepticos de los resultados de Per-
kins repitieron sus experimentos utilizando piezas de madera talladas y
pintadas de forma que semejaran tractores Los resultados fueron exac-
tamente los mismos que los obtenidos con los tractores reales y fueron
publicados en el artiacuteculo ldquoDe la imaginacioacuten como causa y cura de
desoacuterdenes ejemplificada por tractores ficticiosrdquo En 1796 la Connec-
ticut Medical Society calificoacute a Perkins de farsante y lo expulsoacute de sus
filas por haber ldquorevivido las remanencias miserables del magnetismo
animalpredicando que el frotamiento curaraacute radicalmente los dolores
maacutes rebeldesrdquo Por regla general los periodistas no tardaban en satiri-
zar este tipo de fantasiacuteas terapeacuteuticas (figura 72)
Figura 72 Aplicacioacuten de los tractores de Perkins
Tomado de httpwwwhslvirginiaedu Publicado
por H Humphrey 27 St Jamess Street Londres
Nov 11 1801
Un artiacuteculo mucho maacutes reciente de EJ Engstrom publicado en el
Medizinhistorisches Journal 41(3-4) 2006 revela que entre 1780 y
1830 los meacutedicos de La Chariteacute uno de los principales hospitales de
Berliacuten realizaron ensayos cliacutenicos para comprobar la efectividad tera-
peacuteutica del magnetismo animal y mineral (la manera de designar en la
eacutepoca lo que hoy se conoce como magnetoterapia) Fundamentaacutendose
en los reportes meacutedicos e historias cliacutenicas Engstrom concluyoacute lo si-
guiente ldquoMientras que en 1790 la plausibilidad de las reivindicaciones
terapeacuteuticas del magnetismo animal demandaban la atencioacuten del cuerpo
meacutedico en 1830 las evidencias acumuladas sobre lo que se basaban
esas reivindicaciones habiacutean perdido su poder de persuasioacuten y fueron
relegadas al oscuro mundo de los farsantes y los charlatanesrdquo
157
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos No obstante a pesar de la continuada descalificacioacuten de estos procedi-
mientos por parte de la comunidad cientiacutefica la terapia magneacutetica se
hizo bastante popular En los siglos siguientes devino en una forma de
curanderismo o charlataneriacutea distorsionada y muchas veces fraudulenta
A finales del siglo XIX era posible encontrar cataacutelogos de grandes tien-
das norteamericanas ofertando ropa y sombreros magneacuteticos (algunos
con maacutes de 700 imanes) para entrega por correo Los anuncios prome-
tiacutean que ldquohellipel magnetismo aplicado correctamente curaraacute cualquier
enfermedad curable independientemente de cuaacutel sea su causardquo (Ma-
cklis R Annals of Medicine 118(5) 376-383 1993)
Auacuten hoy diacutea es posible encontrar escritos donde se afirma que el
magnetismo es buenohellip praacutecticamente para todo Asiacute por ejemplo una
solicitud de patente de 1982 (S Maeshima Tokio) describe los benefi-
cios que proporciona el aparato disentildeado por eacutel como que es capaz de
ldquohellip conducir el magnetismo al cuerpo y con esto provocar una leve
estimulacioacuten de los nervios perifeacutericos y de las ceacutelulas tisulares Esto
debe aumentar la circulacioacuten de la sangre la excrecioacuten cutaacutenea y el
recambio efectos necesarios para la conservacioacuten de una buena salud
para la defensa contra las enfermedades y para la recuperacioacuten general
despueacutes de una severa enfermedadrdquo Aquiacute el engantildeo estaacute en la palabra
ldquodeberdquo es decir el solicitante supone que su invento es capaz de todo
lo que dicehellip que desde luego no puede demostrar
En el paacuterrafo anterior se pudiera escribir igualmente lsquodebersquo estimu-
lar los procesos que favorecen la formacioacuten de tumoreshelliprsquodebersquo esti-
mular la reproduccioacuten de las ceacutelulas cancerosas en fin lo que a usted
se le ocurra ya que no hay razoacuten alguna para que se estimulen uacutenica-
mente los procesos beneacuteficos para el organismo si es que efectivamen-
te se logra estimular alguno Lo uacutenico que ha cambiado en relacioacuten con
los escritos del siglo XVIII es la terminologiacutea utilizada maacutes acorde con
el estado actual de los conocimientos
El misticismo las exageraciones y las falsedades que acompantildearon
el uso del magnetismo en la medicina desde sus inicios de cierta forma
desestimularon por mucho tiempo el desarrollo de investigaciones cien-
tiacuteficas serias acerca de sus posibles efectos terapeacuteuticos Al avanzar el
siglo XX el intereacutes popular por la terapia magneacutetica habiacutea decaiacutedo y
158
hacia los antildeos 40 praacutecticamente no se publicaban artiacuteculos en las revis-
tas especializadas acerca de los efectos fisioloacutegicos de los campos
magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos
Aunque actualmente es posible encontrar ofertas de imanes perma-
nentes en forma de diversos aditamentos terapeacuteuticos los estudios que
avalan la eficacia de esos tratamientos siguen sin aparecer Auacuten maacutes ni
siquiera hay indicios de cual pudiera ser el posible mecanismo de ac-
cioacuten de esos dispositivos Como el campo magneacutetico de los imanes no
variacutea con el tiempo no hay efectos eleacutectricos asociados ademaacutes la
intensidad de los campos aplicados es muy pequentildea para tener alguacuten
efecto directo sobre el organismo Analicemos pues brevemente las
propiedades reales de los campos magnetostaacuteticos
El campo magnetostaacutetico es conservativo Es conocido que un campo magnetostaacutetico no interacciona con las par-
tiacuteculas sin carga eleacutectrica Tampoco lo hace con las que tienen carga
eleacutectrica y estaacuten en reposo Solo puede hacerlo con las cargas o iones
en movimiento haciendo que su direccioacuten variacutee pero no su energiacutea
cineacutetica pues la fuerza de interaccioacuten es perpendicular al movimiento
en todo momento (en fiacutesica se resume esta propiedad diciendo que la
fuerza no hace trabajo)
Si se acerca un imaacuten al cuerpo humano puede que interaccione de
una manera diferente con los iones presentes en los tejidos haciendo
que su energiacutea potencial variacutee Pero al alejarlo la situacioacuten se revertiraacute
completamente Al regresar a la posicioacuten inicial el sistema tornaraacute
exactamente al estado energeacutetico que teniacutea en sus inicios sin que haya
ninguacuten cambio neto en la energiacutea (es por eso que el campo magnetostaacute-
tico es un campo conservativo la energiacutea del sistema se mantiene cons-
tante en un ciclo cerrado de movimiento) Luego no se puede conside-
rar que haya un traspaso de energiacutea del imaacuten al sujeto pues contradice
las leyes conocidas de la fiacutesica Si asiacute fuera los imanes se descargariacutean
como las bateriacuteas lo que no sucede (Los imanes de las bocinas de sus
equipos de audio y los de la puerta de su refrigerador no se lsquodescarganrsquo
nunca por mucho que trabajen)
Otro argumento contrario a la efectividad terapeacuteutica de los campos
magnetostaacuteticos es el siguiente los promotores de la aplicacioacuten de ven-
das magnetizadas para estimular los muacutesculos de los deportistas atribu-
yen los supuestos efectos a un incremento de la circulacioacuten local de la
sangre Sin embargo la evidencia cientiacutefica que apoya esta afirmacioacuten
es inexistente Vale la pena recordar que el flujo sanguiacuteneo depende de
factores tales como la diferencia de presioacuten en el sistema de vasos y de
sus diaacutemetros sometidos eacutestos a un fino control a traveacutes de mecanis-
mos muy complejos (hormonales nerviosos y sistemas locales de con-
trol) cuya influencia individual es muy difiacutecil de valorar
Ademaacutes todo intento de explicar un incremento en la circulacioacuten
mediante las fuerzas magneacuteticas que actuacutean sobre los iones cargados en
movimiento choca con la realidad de que esas fuerzas son demasiado
pequentildeas Se ha calculado que un imaacuten permanente tiacutepico capaz de
generar en la piel un campo magneacutetico de 25 mT origina un efecto en
los iones de la sangre millones de veces menor que el de la agitacioacuten
teacutermica que siempre se encuentra presente en cualquier objeto
Un argumento definitorio en contra de la supuesta estimulacioacuten local
de la circulacioacuten de la sangre es el siguiente los pacientes sometidos a
diagnoacutestico en equipos de resonancia magneacutetica se someten a campos
magneacuteticos de intensidad miles de veces mayores que el proporcionado
por cualquier imaacuten permanente Los estudios realizados sobre estos
pacientes nunca han mostrado efecto alguno en la circulacioacuten sanguiacute-
nea
Existen numerosas investigaciones que han fracasado en el empentildeo
de encontrar alguna relacioacuten entre la aplicacioacuten del campo magneacutetico y
la circulacioacuten de la sangre Tambieacuten se ha sentildealado que la sola presen-
cia de una venda alrededor de un muacutesculo sin ninguacuten aditamento mag-
netizante es suficiente para hacer variar su temperatura y ejercer un
efecto estimulante De manera que es posible afirmar sin lugar a dudas
que esa estimulacioacuten magneacutetica de la circulacioacuten no es maacutes que una
fantasiacutea ilusoria
Campo electromagneacutetico
Como se explicoacute en la seccioacuten anterior los campos magneacuteticos varia-
bles en el tiempo engendran campos eleacutectricos (y viceversa) de manera
que no es posible analizar los efectos magneacuteticos sin tomar en cuenta
los efectos eleacutectricos Ambos efectos estaraacuten siempre presentes en con-
junto en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propaga en todas
direcciones a la velocidad de la luz
160
Descartando los rayos X analizados en el capiacutetulo 5 resulta uacutetil es-
tablecer una divisioacuten adicional entre los dos tipos de radiaciones maacutes
utilizadas en diversas terapias las microondas u ondas de radio de alta
frecuencia y los campos alternos de baja frecuencia
Microonda (300 MHz-3 GHz) El principal efecto de las microondas en los tejidos bioloacutegicos es la
generacioacuten de calor La diatermia se utiliza ampliamente para tratar el
dolor y la inflamacioacuten con irradiaciones de radiofrecuencias sobre la
zona afectada para elevar la temperatura La tendencia actual para tra-
tar algunos tipos de procesos inflamatorios es contraria se reduce la
temperatura con el objetivo de ralentizar o retardar las reacciones dantildei-
nas que tienen lugar en el proceso
Como la componente eleacutectrica de la radiacioacuten actuacutea directamente
sobre las cargas eleacutectricas puede inducir pequentildeas corrientes eleacutectricas
en los tejidos que generaraacuten calor por efecto Joule Tambieacuten habraacute otro
tipo de interaccioacuten la dieleacutectrica al inducir dipolos en las moleacuteculas no
polares o ejerciendo torques sobre las moleacuteculas polares Este meca-
nismo tambieacuten puede elevar la temperatura de los tejidos al incrementar
la agitacioacuten al nivel microscoacutepico pues la temperatura es justamente la
medida macroscoacutepica de esa agitacioacuten El proceso es enteramente simi-
lar al que tiene lugar en un horno de microondas
La induccioacuten generada por los campos eleacutectricos y el correspon-
diente calor disipado aumenta con la intensidad del campo aplicado y
con la rapidez de su variacioacuten en el tiempo Existe un rango bastante
amplio de frecuencias que producen estos efectos La frecuencia utili-
zada en la mayoriacutea de los equipos comerciales de microondas es de
unos 2 450 MHz regulada por convenios internacionales
Radiacioacuten de baja frecuencia
En la literatura meacutedica se denominan campos de baja frecuencia a los
de valor entre 20 y 100 Hz la frecuencia de la red comercial es 50 Hz
en Europa y 60 Hz en Ameacuterica Tambieacuten es usual encontrar campos
pulsantes que poseen una frecuencia algo mayor pero que no se apli-
can de forma continua sino por impulsos de corta duracioacuten Con ese
161
procedimiento se persigue el objetivo de dar tiempo a dispersar lo maacutes
posible el calor potencial generado por la radiacioacuten -si lo hubiere- ya
que en este caso no es el calor lo que interesa
Existe amplia evidencia de que la actividad eleacutectrica estaacute presente en
el cuerpo humano en todo momento Es posible medir los potenciales
causados por las corrientes en el corazoacuten (electrocardiograma) o en el
cerebro (electroencefalograma) Un hueso sometido a un esfuerzo me-
caacutenico tambieacuten puede generar diferencias de potencial (efecto piezo-
eleacutectrico) De manera que resulta muy racional suponer que la aplica-
cioacuten de una corriente eleacutectrica adecuada de baja intensidad podraacute afec-
tar los tejidos de alguna manera Esa corriente se puede aplicar direc-
tamente a traveacutes de contactos en la piel o indirectamente mediante un
campo electromagneacutetico de baja frecuencia que genera campos eleacutectri-
cos y corrientes en el interior del cuerpo La palabra lsquoadecuadarsquo es im-
portante los tejidos responden de muy diversa forma a diferentes sentildea-
les eleacutectricas en dependencia tanto del tejido particular considerado
como de la sentildeal aplicada Por tanto es imposible conocer de ante-
mano sin llevar a cabo ensayos cliacutenicos detallados si tal estiacutemulo seraacute
realmente beneacutefico o por el contrario dantildeino para el paciente Muchos
promotores de estos procedimientos simplemente no toman en cuenta
esta realidad
Breve historia de la terapia electromagneacutetica Las terapias electromagneacuteticas surgieron casi conjuntamente con el
inicio de las primeras redes eleacutectricas comerciales La figura 73 mues-
tra una paciente durante una aplicacioacuten del Theronoid producido en
Estados Unidos a partir de 1928 Consistiacutea en un enrollado toroidal de
alambre conductor de unos 50 cm de diaacutemetro con una caja adosada y
dos controles uno de apagadoencendido y otro de altabaja para regu-
lar la intensidad Disentildeado para aplicaciones caseras el paciente lo
conectaba a la corriente de su vivienda para autoaplicarse tratamientos
diarios de 3 a 5 minutos de duracioacuten Este no fue el primer dispositivo
con estas caracteriacutesticas pues con anterioridad se habiacutean patentado
otros similares para ser usados tanto en personas como animales hasta
en caballos La figura 74 se muestra una patente donde la bobina se
colocaba alrededor de todo el caballo parado en sus 4 patas
162
Figura 73 El Theronoid (Tomado de
httpwwwamericanartifactscomsmmaindexhtm)
Figura 74 Equipos para tratamientos electromagneacuteti-
cos Principios del siglo XX (Tomado de httpwww
americanartifactscomsmmaindexhtm)
Como casi siempre ocurre con estas terapias maravillosas los auto-
res afirmaban que el Theronoid podiacutea curar casi cualquier dolencia
desde el estrentildeimiento hasta la paraacutelisis En 1933 la Comisioacuten Federal
de Comercio de Estados Unidos prohibioacute la publicidad del Theronoid
como dispositivo terapeacuteutico por no encontrar que proporcionara bene-
ficio alguno a las personas (accesible en httpwwwamericanartifacts
comsmmaindexhtm)
En el presente existe una gran cantidad de literatura sobre el tema
Por ejemplo una revisioacuten del antildeo 2008 publicado por RHW Funk y
colaboradores del Instituto de Anatomiacutea de Dresden incluye alrededor
de 400 artiacuteculos dedicados al estudio de los efectos bioloacutegicos de la
radiacioacuten sobre ceacutelulas y tejidos El resumen no incluye otros muchos y
muy variados artiacuteculos que reportan los efectos de la radiacioacuten al apli-
carse directamente a las personas (a pesar de que quienes los aplican no
saben con certeza si los tratamientos seraacuten dantildeinos en alguacuten sentido o
no)
En las personas la radiacioacuten de baja frecuencia se ha aplicado al es-
tudio de los efectos en el aparato muacutesculo-esqueleacutetico en traumatolo-
giacutea reumatologiacutea y en enfermedades del aparato vascular La terapia
maacutes estudiada es la que se aplica a las fracturas oacuteseas tanto en personas 163
como animales Si bien el mecanismo no estaacute totalmente esclarecido
diversos autores reportan que la radiacioacuten estimula los procesos asocia-
dos a la formacioacuten del hueso y a la asimilacioacuten de implantes Se em-
plean frecuencias entre 20 y 100 Hz con intensidades del campo aplica-
do muy pequentildeas entre 05 y 8 mT y duracioacuten de hasta 30 minutos El
tratamiento puede prolongarse por diacuteas o meses aunque hay investiga-
dores que alegan que la regeneracioacuten del hueso pudiera ocurrir de ma-
nera indeseable Otros consideran que los beneficios no justifican su
relativamente alto uso cliacutenico en algunos lugares
En 1985 Watkins y otros reportaron que la aplicacioacuten a equinos de
campos electromagneacuteticos en defectos creados previamente mediante
cirugiacutea en la superficie del tendoacuten digital flexor causoacute un incremento
en la concentracioacuten de vasos sanguiacuteneos Pero la maduracioacuten del tejido
de reparacioacuten y la transformacioacuten del tipo de colaacutegeno (componentes
esenciales del proceso de recuperacioacuten del tendoacuten) fueron en realidad
retrasadas por el tratamiento
Un artiacuteculo muy documentado de EYS Chao y N Inoue basado
en ensayos con animales y publicado en 2003 titulado ldquoEstimulacioacuten
biofiacutesica de la reparacioacuten de huesos fracturados regeneracioacuten y remo-
delacioacutenrdquo concluye que ldquohellipsin conocer con precisioacuten el mecanismo
celular asociado a la respuesta de los tejidos a estas intervenciones
resultariacutea difiacutecil e inefectivo implementar una terapia apropiada acorde
a la prescripcioacuten cliacutenica precisardquo Maacutes adelante sentildeala ldquose requiere un
esfuerzo en este sentido para lograr la suficiencia en la aplicacioacuten cliacuteni-
cardquo
Al final de la publicacioacuten en un intercambio con los aacuterbitros los
propios autores advierten ldquohelliputilizar esta tecnologiacutea de forma indis-
criminada (sin prescripcioacuten y supervisioacuten apropiada) puede causar efec-
tos secundarios indeseados e incluso dantildeinosrdquo Un meta-anaacutelisis esta-
diacutestico posterior publicado en 2008 por Mollon et al reporta que en
ese momento auacuten existiacutea mucha incertidumbre acerca de la efectividad
de la estimulacioacuten electromagneacutetica cuando se aplica a las fracturas
Pero la radiacioacuten electromagneacutetica de baja frecuencia no solo se
aplica en los huesos Adicionalmente ha sido evaluada por diferentes
investigadores para el tratamiento de tejidos blandos tambieacuten en la
cabeza para supuestamente calmar los dolores o la ansiedad y en otras
partes del cuerpo con diversos fines Se fabrican equipos comerciales
en los que se puede introducir el torso completo de una persona (Figura
75)
Figura 75 Terapia con campos electromagneacuteticos de muy baja
frecuencia
En ciertos casos algunas investigaciones proporcionan evidencia de
que esta terapia pudiera ser de valor como en el caso de lesiones croacuteni-
cas y la regeneracioacuten neuronal Sin embargo otros no han podido en-
contrar ninguacuten efecto en la curacioacuten de los tejidos y es bastante usual
encontrar reportes contradictorios Quienes critican estas teacutecnicas ale-
gan que muchos de los experimentos que aparecen en la literatura han
sido mal disentildeados o no ha habido comparacioacuten con grupos de control
para confirmar los resultados Otros apuntan que los campos eleacutectricos
inducidos a tan bajas frecuencias son mucho menores a los que por
naturaleza existen en las membranas bioloacutegicas por lo que resulta muy
cuestionable la efectividad del tratamiento
A partir de los estudios realizados en ceacutelulas se ha estimado que la
intensidad de un campo magneacutetico de frecuencia industrial (50-60 Hz)
debe ser superior a 05 mT para inducir corrientes eleacutectricas de una
magnitud similar a las que se presentan de forma natural en el cuerpo
humano
En general aunque usualmente se reconoce la eficacia de algunos de
estos tratamientos tambieacuten existe el sentimiento bastante generalizado
entre la comunidad cientiacutefica de que auacuten queda mucho por estudiar para
lograr optimizar paraacutemetros tales como las caracteriacutesticas de la sentildeal
aplicada -intensidad frecuencia forma de la onda- el tiempo de aplica-
cioacuten y la duracioacuten del tratamiento A la par se necesitan estudios deta-
llados que permitan descartar la aparicioacuten de dantildeos colaterales
Reportes negativos
La radiacioacuten a baja frecuencia y baja intensidad no parece tener efectos
perjudiciales inmediatos pero siacute a largo plazo Un reporte bastante 165
completo de la Universidad de Washington en 2004 firmado por H Lai
y NP Singh indica que ldquohellip ratas expuestas a campos sinusoidales de
60 Hz por dos horas a intensidades de 01-05 mT mostraron incre-
mento de la rotura de cadenas simples y dobles de ADN en las ceacutelulas
del cerebrordquo y un artiacuteculo review de 2014 realizado por el Bioinitiative
Working Group de la Universidad de Washington reporta afectaciones
geneacuteticas en ceacutelulas expuestas a radiaciones de muy baja frecuencia en
el 83 de los casos
Estos resultados debieran indicarle a los terapeutas magneacuteticos con-
temporaacuteneos no aplicar a los sujetos campos de baja frecuencia de for-
ma recurrente al menos hasta tener mayor informacioacuten sobre el tema
Por una parte no hay beneficios demostrados mediante ensayos cliacutenicos
rigurosos y por la otra existe la posibilidad concreta de efectos perju-
diciales a largo plazo Aplicar estas radiaciones en la regioacuten abdominal
podriacutea acarrear afectaciones en el ADN de oacutevulos y espermatozoides
Como son entidades unicelulares se incrementariacutea asiacute la probabilidad
de que el paciente llegue a procrear fetos viables pero con alguna ano-
maliacutea geneacutetica que no seraacute detectada hasta mucho despueacutes
Otros lsquotratamientosrsquo son estafas bien organizadas En febrero de
2007 en una accioacuten combinada con Meacutexico y Canadaacute la Comisioacuten
Federal de Comercio de EEUU (Federal Trade Commision FTC)
presentoacute una demanda contra la empresa canadiense lsquoZoetron therapyrsquo
alegando la inefectividad de su terapia electromagneacutetica contra el caacuten-
cer La misma se basaba en la aplicacioacuten de campos magneacuteticos pulsan-
tes para eliminar las ceacutelulas cancerosas La Zoetron cobraba de 15 000
a 20 000 USD a los pacientes norteamericanos que despueacutes debiacutean
trasladarse por su cuenta a Meacutexico Durante la accioacuten combinada las
autoridades mexicanas clausuraron la cliacutenica en Tijuana donde se efec-
tuaban los tratamientos Finalmente la Zoetron llegoacute a un acuerdo con
la FTC en el que la empresa se comprometiacutea a no intentar nuevamente
un lsquonegociorsquo anaacutelogo a cuenta de la suspensioacuten de una multa de 7 650
000 USD basada esencialmente en su imposibilidad de cubrirla
En septiembre de 2013 la Food and Drug Administration (FDA) de
ese mismo paiacutes envioacute una carta de advertencia de delito a la empresa
israelita Curatronic Ltd por comercializar en los EEUU equipos gene-
radores de radiacioacuten electromagneacutetica capaces seguacuten sus promotores
de lsquoreeducarrsquo los muacutesculos para prevenir infartos incrementar la
166
circulacioacuten y retardar o prevenir la atrofia (Documento accesible en
httpwwwfdagovicecienforcementactionswarningletters2013ucm
335343htm)
Estos ejemplos indican que como regla cualquier supuesto tratamiento
electromagneacutetico se debe verificar a partir de la literatura cientiacutefica y
no soacutelo por lo que promueven los sitios comerciales
No obstante no todos los tratamientos propuestos en la literatura
son espurios Los hay efectivos o al menos reconocidos como tales
pero muy contados Un ejemplo es el siguiente la FDA aproboacute en
enero de 2013 un tratamiento dirigido a adultos con desordenes depre-
sivos que no alcanzan una mejoriacutea significativa con tratamientos con-
vencionales anti-depresivos La terapia emplea radiaciones electromag-
neacuteticas de baja frecuencia (1-10 kHz) (Documento accesible en
httpwwwaccessdatafdagovcdrh_docspdf12k122288pdf)
Nanomagnetismo y medicina
A principios de este siglo comenzaron a aparecer con cierta frecuencia
en las revistas cientiacuteficas especializadas artiacuteculos que relacionan la
nanotecnologiacutea con el magnetismo y la medicina A partir de ese mo-
mento la cantidad de artiacuteculos se ha ido incrementando en forma soste-
nida Una revisioacuten publicada en 2009 por Pankhust lista maacutes de 110
artiacuteculos que se pueden agrupar en diversas vertientes seguacuten el tema
especiacutefico a que estaacuten dedicados Ademaacutes de las nanopartiacuteculas mag-
neacuteticas que se emplean para realzar el contraste de las imaacutegenes de
resonancia magneacutetica se destacan las siguientes aplicaciones del
nanomagnetismo
1 Separacioacuten magneacutetica de ceacutelulas u otras entidades bioloacutegicas
2 Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
3 Meacutetodos de radiofrecuencia para desintegrar tumores por hiper-
termia
Separacioacuten magneacutetica Esta teacutecnica emplea nanopartiacuteculas compatibles con la entidad bioloacutegi-
ca deseada para lsquomarcarlasrsquo con alguna sustancia magneacutetica Tras ser
marcadas se separan de las restantes mediante alguacuten dispositivo de se-
paracioacuten magneacutetica Tal dispositivo puede ser algo tan sencillo como
un tubo de ensayo al cual se aplica un imaacuten permanente para causar la
segregacioacuten de las partiacuteculas magneacuteticas fuera del fluido portador Una
vez segregadas es faacutecil eliminar el resto del liacutequido Desde luego exis-
ten meacutetodos mucho maacutes raacutepidos y sofisticados
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
La desventaja principal de la mayoriacutea de las quimioterapias es que no
son especiacuteficas El faacutermaco se aplica por viacutea intravenosa y se dispersa
en todo el organismo atacando tanto al tumor como a las ceacutelulas sanas
causando efectos secundarios indeseables Si los faacutermacos pudieran
colocarse en el lugar especiacutefico donde se necesitan se podriacutean utilizar
con mayor efectividad y con menos peligro de dantildear las ceacutelulas sanas
Asiacute seriacutea posible reducir tanto los efectos secundarios como la cantidad
empleada de medicamento
El procedimiento magneacutetico propuesto desde finales de los antildeos 70
para tratar tumores cancerosos consiste en unir alguacuten producto toacutexico
para las ceacutelulas (citotoacutexico) con una nanopartiacutecula magneacutetica biocom-
patible La partiacutecula resultante se mezcla con un liacutequido portador ade-
cuado que puede ser agua o alguacuten solvente orgaacutenico para formar un
ferrofluido con las partiacuteculas complejas en suspensioacuten en el liacutequido
Usualmente se antildeade alguacuten estabilizador como el aacutecido oleico o el aacuteci-
do ciacutetrico para prevenir la aglomeracioacuten de las partiacuteculas
El tratamiento consiste en inyectar el fluido en el sistema circulato-
rio a la vez que se aplica un campo magneacutetico externo en la regioacuten del
cuerpo donde se desea concentrar el citotoacutexico La intensidad del cam-
po debe variar fuertemente con la distancia pues la fuerza magneacutetica
actuando sobre las partiacuteculas no es proporcional a la intensidad del
campo externo sino a su gradiente es decir a cuaacuten raacutepido variacutea esa
intensidad con la distancia Una vez que el complejo citotoacutexico-
nanopartiacutecula se concentra en el tumor el primero se libera mediante
cambios en la actividad enzimaacutetica en la acidez (pH) o en la temperatu-
ra
Existen muchos factores que influyen en el resultado final del pro-
cedimiento entre ellos el flujo sanguiacuteneo la concentracioacuten del ferro-
fluido el grosor de los tejidos la distancia hasta el origen del campo
168
magneacutetico la reversibilidad del enlace citotoacutexico-nanopartiacutecula y el
volumen del tumor
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
Los primeros intentos datan de 1957 cuando Gilchrist y colaboradores
impregnaron tejidos con partiacuteculas de maghemita (γ-Fe2O3) de tamantildeo
entre 20 y 100 nm para luego exponerlos a radiaciones electromagneacuteti-
cas de frecuencia 12 MHz El procedimiento actual no ha variado mu-
cho Las partiacuteculas se conducen hasta el tumor de manera similar al
meacutetodo descrito anteriormente y se aplica radiacioacuten electromagneacutetica
externa de frecuencia adecuada para lograr el calentamiento de las par-
tiacuteculas y el incremento de la temperatura del tumor Si la temperatura
se logra mantener frac12 hora o maacutes por encima del umbral terapeacuteutico de
los 42 ordmC el tumor seraacute destruido
En la praacutectica este meacutetodo ha estado muy restringido porque resul-
ta difiacutecil no dantildear los tejidos sanos adyacentes durante el calentamiento
No obstante en 2007 se reportaron los primeros estudios cliacutenicos en
humanos en el hospital La Chariteacute de Berliacuten realizados en un grupo de
14 pacientes con caacutencer en el cerebro Las nanopartiacuteculas se inyectaron
directamente en el tumor y la radiacioacuten aplicada fue de 100 kHz (J
Neuro-Oncol 2007 81 53-60) El proceso se controloacute de manera con-
tinua mediante imaacutegenes por resonancia magneacutetica En junio de 2010
la compantildeiacutea alemana Mag Force Nanotechnologies AG recibioacute la apro-
bacioacuten para comercializar su terapia Nano Caacutencer que combina el uso
de nanopartiacuteculas de oacutexido de hierro con la aplicacioacuten de radiacioacuten de
alta frecuencia en pacientes con glioblastoma multiforme (GBM) el
tumor cerebral maacutes comuacuten y maligno que se conoce Los fabricantes
afirman que su teacutecnica afecta solamente al tumor y que los tejidos sanos
adyacentes no se afectan (httpwwwmagforcedeenglishproducts
nano-cancer-therapyhtml)
iquestTratamiento magneacutetico contra el dolor Tanto los campos electromagneacuteticos como los magnetostaacuteticos son
propuestos actualmente por muchos comerciantes como uacutetiles para
aliviar el dolor En particular la idea de que sea posible reducir el dolor
con solo aplicar sobre la parte afectada un imaacuten permanente sin utilizar
aparatos complejos ni ingerir medicamentos resulta muy seductora De
ser cierta resultariacutea ideal tendriacuteamos un meacutetodo que praacutecticamente no
causa molestias no produce efectos colaterales y no cuesta dinero si se
exceptuacutea la inversioacuten inicial (un imaacuten se puede adquirir incluso de la
bocina de un equipo de radio desechado de un disco duro dantildeado o de
la puerta de un refrigerador inservible) Por si esto fuera poco el trata-
miento mediante un agente intangible e invisible como el campo mag-
neacutetico posee un aura de misterio que para muchas personas presenta un
atractivo adicional
Sin embargo no se tiene idea del posible mecanismo mediante el
cual el campo magneacutetico ya bien sea estaacutetico o variable en el tiempo
pudiera producir estos efectos Si verdaderamente el campo magneacutetico
estaacutetico fuera efectivo para aliviar el dolor no se podriacutea considerar que
el efecto esteacute asociado a una disminucioacuten de la conductividad eleacutectrica
de los nervios Hay caacutelculos que demuestran que para disminuir la con-
ductividad nerviosa en 10 se necesitan campos miles de veces maacutes
intensos que los que proporciona el imaacuten permanente maacutes potente
A veces se afirma que la aplicacioacuten de imanes es efectiva para ali-
viar siacutentomas como dolores musculares en el cuello y los hombros
aunque otros les atribuyen maacutes bien un efecto psicoloacutegico que de otro
tipo sobre el paciente En el caso que la aplicacioacuten va acompantildeada de
masajes no se han encontrado diferencias decisivas entre el empleo del
masaje y el campo magneacutetico aplicado o sin eacutel Otros estudios han dado
por resultado que la aplicacioacuten de collares o almohadillas magneacuteticas
no tiene efecto alguno sobre estos dolores Algo similar ocurre con las
supuestas aplicaciones en veterinaria No se encuentran estudios debi-
damente comprobados que demuestren que la terapia magnetostaacutetica
sea uacutetil en el tratamiento de dolencias animales Una revisioacuten de revis-
tas meacutedicas y veterinarias de 1998 con 65 referencias no logroacute encon-
trar ninguna evidencia definitiva a favor de los campos magneacuteticos
estaacuteticos (Ramey DW 1998)
En cuanto a los campos electromagneacuteticos algunos estudios realiza-
dos sobre el efecto de los campos de baja frecuencia y baja intensidad
para aliviar el dolor han proporcionado resultados aparentemente satis-
factorios (por ejemplo ver Annals of Surgery March 2012 - Volume
255 - Issue 3 - p 457ndash467) Otras referencias indican que esta terapia
pudiera resultar uacutetil para aliviar el dolor en el tratamiento de la osteoar-
tritis de la rodilla y la cervical en dolores persistentes en el cuello y en
170
el tratamiento de mujeres con dolores croacutenicos en la pelvis Sin embar-
go en otros casos como el de la artritis en el hombro no se han obser-
vado mejoriacuteas Los tratamientos en animales parecen ser menos efecti-
vos que en las personas aunque no nulos
Una posible explicacioacuten (no demostrada) para este comportamiento
seriacutea considerar que el tratamiento electromagneacutetico es capaz de afectar
la produccioacuten de sustancias quiacutemicas endoacutegenas ie generadas por el
organismo capaces de regular la transmisioacuten del dolor A mediados de
la deacutecada de 1970 se demostroacute que muchas fibras que inhiben la trans-
misioacuten del dolor en la meacutedula espinal liberan un neurotransmisor de-
nominado encefalina y que algunas aacutereas del cerebro que procesan los
mensajes de dolor producen otras sustancias quiacutemicas inhibidoras lla-
madas endorfinas
Las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad en otros
campos sobre los mecanismos del dolor involucran gran cantidad de
ensayos cliacutenicos y miles de pacientes Por ejemplo se ha sugerido
cierta relacioacuten entre la acupuntura y la liberacioacuten de endorfinas en el
organismo y algunos neurofisioacutelogos opinan que las agujas podriacutean
desencadenar la liberacioacuten de estas sustancias -lo que tampoco ha sido
demostrado- Un meta-anaacutelisis estadiacutestico que resume los resultados
de muchos ensayos cliacutenicos previos titulado ldquoAcupuncture Treatment
for Pain Systematic Review of Randomised Clinical Trials with Acu-
puncture Placebo Acupuncture and No Acupuncture Groupsrdquo publi-
cado en el British Medical Journal (BMJ 2009 338 a3115) arrojoacute las
siguientes conclusiones en una poblacioacuten total de 3 025 sujetos al com-
parar los resultados de la acupuntura contra un placebo ldquohellipse encontroacute
un pequentildeo efecto analgeacutesico que aparentemente posee poca relevancia
cliacutenica y no puede ser claramente separado de la predisposicioacuten de los
practicantesrdquo -el meacutetodo doble ciego no se aplicoacute en ninguacuten caso- ldquoNo
estaacute claro si las agujas en los puntos de acupuntura o en cualquier sitio
reducen el dolor de manera independiente del impacto psicoloacutegico del
ritual del tratamientordquo
No fue posible encontrar estudios similares al anterior empleando
campos electromagneacuteticos en vez de agujas Por otra parte como se
dijo antes muchos ensayos cliacutenicos no toman en cuenta la remisioacuten
espontaacutenea de los siacutentomas que tiene lugar en muchas dolencias tam-
poco consideran el efecto placebo Este uacuteltimo consiste en que no po-
cas personas alegan sentir mejoriacutea cuando se someten a alguacuten proce-
dimiento ineficaz o se les suministra alguna sustancia inerte -el place-
bo- bajo la falsa pretensioacuten de ser un medicamento que aliviaraacute su do-
lencia (ver capiacutetulo 8)
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial Vivimos sumergidos en un mar de ondas electromagneacuteticas de baja
intensidad que barren un amplio espectro de frecuencias Ondas de la
frecuencia de la red comercial de radio televisioacuten y microondas
atraviesan nuestros cuerpos continuamente todos los diacuteas y cada
segundo de cada diacutea mientras comemos dormimos nos bantildeamos o
nos sentamos frente al televisor Estas ondas son generadas por las
redes o tendidos eleacutectricos los radares las redes de comunicacioacuten de
todo tipo y algunos equipos industriales o del hogar como los televi-
sores los hornos de microondas las cocinas de induccioacuten y los teleacute-
fonos celulares Pero hay una gran diferencia entre los efectos causa-
dos por la radiacioacuten de alta intensidad y la de baja intensidad A partir
de cierta intensidad la radiacioacuten puede llegar a ser muy dantildeina por
debajo de cierto valor resulta totalmente inocua De aquiacute que cuando
se habla de los efectos de la radiacioacuten electromagneacutetica resulta indis-
pensable establecer con suma precisioacuten los liacutemites de intensidad y el
intervalo de frecuencias de que se habla
La radiacioacuten proveniente de fuentes naturales es de muy baja in-
tensidad mucho menor que la generada por las fuentes creadas por el
hombre En la superficie terrestre en el intervalo de 1 MHz a 10
GHz su intensidad es menor de 000001 wattm2 La proveniente de
fuentes artificiales se puede originar tanto en la comunidad como en
las viviendas o los puestos de trabajo
En la comunidad
La mayor parte de esta radiacioacuten se origina en las antenas emisoras de
radio TV y otros equipos de telecomunicaciones Su valor es en
promedio inferior a la que proviene de los aparatos de radio o televi-
sioacuten en el hogar Seguacuten estudios realizados los niveles promedio de
radiacioacuten en las grandes ciudades se situacutea en torno a los 000005
wm2 y solo 1 de la poblacioacuten se halla expuesto a intensidades 172
superiores a 01 wm2 Obviamente en las locaciones ubicadas en las
inmediaciones de transmisores de gran potencia o sistemas de radar
se pueden registrar niveles maacutes elevados
En las viviendas
Aquiacute las fuentes de radiacioacuten incluyen los hornos de microondas las
cocinas de induccioacuten los teleacutefonos moacuteviles y celulares los dispositi-
vos de alarma antirrobo y los televisores Los hornos de microondas
que en principio podriacutean originar niveles de radiofrecuencias muy
elevados estaacuten sujetos a normas estrictas que limitan las fugas de
radiacioacuten No ocurre asiacute con las cocinas de induccioacuten para las que no
existen normas internacionales a pesar de son capaces de dispersar
niveles importantes de radiacioacuten en todas direcciones Con la excep-
cioacuten de las cocinas de induccioacuten el nivel baacutesico de radiacioacuten de los
aparatos electrodomeacutesticos es bajo en general de unas cuantas dece-
nas de microwatt por metro cuadrado (μwm2)
Puesto de trabajo
Existen procesos industriales que utilizan radiacioacuten electromagneacutetica
de gran intensidad como por ejemplo los calentadores dieleacutectricos
empleados para laminacioacuten de maderas y sellado de plaacutesticos los
calentadores por corrientes de induccioacuten los hornos de microondas
para uso industrial los equipos de diatermia para tratar el dolor y los
aparatos de electrocirugiacutea para cortar y soldar tejidos Siempre existe
la posibilidad de que el personal que trabaja con esos sistemas sufra
una exposicioacuten excesiva especialmente en las actividades relaciona-
das con el calentamiento o sellado industrial mediante radiofrecuen-
cias o con el manejo de unidades de diatermia La intensidad de la
radiacioacuten en las proximidades del equipo utilizado puede ser superior
a varias decenas de wattm2
Efecto bioloacutegico
A diferencia de la radiacioacuten UV que causa la fotodegradacioacuten de la
piel o los rayos X y gamma capaces de ionizar aacutetomos y moleacuteculas
las microondas no causan ionizacioacuten Es por eso que durante mucho
tiempo ha existido la creencia de que solo son perjudiciales en inten-
sidades muy elevadas produciendo quemaduras cataratas o esterili-
dad temporal Sin embargo con la proliferacioacuten de dispositivos que al
funcionar generan este tipo de radiacioacuten cada diacutea hay maacutes personas
preocupadas por estudiar de manera rigurosa las posibles consecuen-
cias de una exposicioacuten prolongada a baja intensidad
Se produce un efecto bioloacutegico cuando la exposicioacuten a la radia-
cioacuten origina alguacuten cambio fisioloacutegico perceptible o detectable en
animales o vegetales El efecto puede ser perjudicial para la salud o
no Seraacute perjudicial cuando sobrepase la capacidad normal de com-
pensacioacuten del organismo y deacute origen a alguacuten proceso patoloacutegico
Aunque ocurra alguacuten efecto bioloacutegico este puede ser inocuo e inclu-
so beneacutefico Asiacute como se comentoacute anteriormente la produccioacuten de
vitamina D por el organismo en respuesta a la radiacioacuten solar en la
piel es provechosa Tambieacuten lo es el incremento del riego sanguiacuteneo
cutaacuteneo en respuesta a un ligero calentamiento producido por la luz
solar directa que proporciona una sensacioacuten caacutelida en un diacutea friacuteo Sin
embargo otros efectos como las quemaduras solares o la fotodegra-
dacioacuten y el caacutencer de piel resultan perjudiciales
Investigacioacuten cliacutenica
Se han realizado un gran nuacutemero de estudios acerca de la exposicioacuten de
las personas a la radiacioacuten electromagneacutetica Tratan principalmente
sobre la incidencia en el caacutencer de nintildeos y adultos ya que en ocasiones
algunos investigadores han encontrado correlaciones que sugieren un
incremento del riesgo de contraer leucemia en trabajadores expuestos a
niveles altos Sin embargo no se ha encontrado esta correlacioacuten en
estudios posteriores aunque los trabajadores hayan sido expuestos a
muy altos niveles de radiacioacuten y existen dudas de si los resultados an-
teriores se debiacutean efectivamente a los campos electromagneacuteticos o a
alguacuten otro agente como por ejemplo a la presencia de agentes quiacutemi-
cos tambieacuten relacionados con el trabajo de los obreros
Tampoco se han encontrado evidencias decisivas en investigaciones
epidemioloacutegicas realizadas en sectores residenciales para detectar la
posible influencia de los campos electromagneacuteticos en la incidencia de
caacutencer en los nintildeos Estas investigaciones son muy complejas Deben
tomar en cuenta paraacutemetros como la distancia de la vivienda hasta las
liacuteneas de alta tensioacuten y la presencia de otros emisores en las cercaniacuteas
incluyendo los equipos electrodomeacutesticos
La consecuencia maacutes importante de la exposicioacuten a la radiacioacuten
con frecuencias superiores a 1 MHz y menores de 10 GHz es el ca-
lentamiento que causa en los tejidos al desplazar iones y moleacuteculas a
traveacutes del medio que los rodea Incluso a niveles muy bajos de inten-
sidad la energiacutea de las radiofrecuencias produce pequentildeas cantidades
de calor que son absorbidas por los procesos termorreguladores nor-
males del organismo sin que el individuo lo perciba Si la fuente de
radiacioacuten es intensa y amplia puede hacer que aumente la temperatu-
ra del cuerpo el flujo sanguiacuteneo y la sudoracioacuten
Resultados experimentales muestran que la exposicioacuten a la radia-
cioacuten de intensidad que no llega a producir calentamiento puede alterar
la actividad eleacutectrica del cerebro en gatos y conejos al modificar la
movilidad de los iones Este efecto se ha verificado en tejidos y ceacutelu-
las aisladas Otros estudios sugieren que la accioacuten de la radiacioacuten
cambia el ritmo de proliferacioacuten de las ceacutelulas altera la actividad de
ciertas enzimas o afecta al ADN celular Sin embargo esos efectos no
estaacuten totalmente demostrados ni sus consecuencias para la salud
humana se conocen lo suficiente como para restringir por ese motivo
los liacutemites permisibles de exposicioacuten por debajo de los ya existentes
Un artiacuteculo resumen de la literatura publicado por DA McNamee y
colaboradores sobre los efectos cardiovasculares de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia en el International Archives of Occu-
pational and Environmental Health en 2009 concluye lo siguiente ldquoLos
efectos de la exposicioacuten a los campos electromagneacuteticos de frecuencia
extremadamente baja sobre los paraacutemetros cardiovasculareshellip estaacuten
indeterminadosrdquo
Estudios epidemioloacutegicos han analizado los valores de la radiacioacuten
en los lugares de trabajo y su efecto sobre las variaciones en la frecuen-
cia cardiacuteaca para tratar de predecir ciertas patologiacuteas cardiovasculares
Otros estudios de laboratorio se han enfocado en indicadores macrocir-
culatorios como la frecuencia del pulso variabilidad y presioacuten sanguiacute-
nea Sin embargo los intentos de reproducir los resultados de estos
estudios no han sido exitosos el disentildeo de los experimentos la pequentildea
cantidad de sujetos y las variables confusas han obstaculizado el pro-
greso hasta el momento
179
Teleacutefono celular y caacutencer
En 2009 el Instituto del Caacutencer de la Universidad de Pittsburg emitioacute
un comunicado alertando sobre los teleacutefonos celulares y su posible
relacioacuten con el caacutencer del cerebro Entre las 10 medidas propuestas la
principal aconseja evitar al maacuteximo su uso por los nintildeos quienes se
consideran especialmente vulnerables por poseer un cerebro en desarro-
llo auacuten no formado totalmente
Firmado por un Comiteacute Internacional de Expertos el comunicado no
afirma que existan evidencias categoacutericas de que los celulares son peli-
grosos para nintildeos o adultos sino que hay indicios que sugieren la con-
veniencia de limitar su uso hasta que se alcancen conclusiones definiti-
vas al respecto Otras recomendaciones del Comiteacute son alejar el celular
mientras se duerme (dirigido principalmente a las gestantes) no usarlo
en autobuses u otros lugares donde numerosas personas puedan ser
expuestas a las radiaciones y no entablar conversaciones prolongadas
Las recomendaciones son igualmente vaacutelidas para cualquier teleacutefono
moacutevil o inalaacutembrico Autoridades de la India Francia e Inglaterra tam-
bieacuten hicieron suyas la advertencia relativa a los nintildeos emitiendo alertas
al respecto
El tema de los celulares y el caacutencer ha sido muy debatido desde sus
mismos inicios pues aunque el celular transmite a muy baja intensidad
la cercaniacutea de la antena emisora a la cabeza hace que el usuario absorba
cantidades significativas de radiacioacuten en una regioacuten muy sensible de su
cuerpo
Ya en mayo de 1993 David Reynard de La Florida establecioacute una
demanda contra la NEC Corporation argumentando que el tumor cere-
bral de su esposa fue causado por las radiaciones de su celular El caso
fue desestimado en los tribunales por falta de evidencias En otro litigio
en el 2000 el doctor Chris Newman neuroacutelogo de Baltimore demandoacute
a varias compantildeiacuteas de teleacutefonos convencido de que su haacutebito de usar el
celular durante 9 antildeos causoacute el caacutencer en su cerebro Seguacuten los meacutedicos
de Newman el tumor se localizoacute ldquoen la posicioacuten anatoacutemica exacta don-
de la radiacioacuten del teleacutefono incidiacutea sobre su craacuteneordquo La demanda fue
finalmente rechazada por una corte de apelaciones en 2003 tambieacuten
por falta de evidencias
De las investigaciones publicadas sobre el tema la maacutes completa
aparecioacute en 2006 en el Journal of the National Cancer Institute de
Estados Unidos Se analizaron 420 000 usuarios daneses sin encontrar
un incremento del riesgo de caacutencer Miles de ellos habiacutean utilizado el
celular por maacutes de 10 antildeos Un estudio similar publicado ese antildeo en la
Universidad de Utah referido en este caso a varios miles de pacientes
con tumores en el cerebro aportoacute iguales resultados Otro estudio fran-
ceacutes de 2007 llegoacute a la misma conclusioacuten aunque en este caso se sentildealoacute
la ldquoposibilidad de un incremento de riesgo entre los usuarios maacutes adic-
tosrdquo pendiente de verificar en investigaciones posteriores Y en cuanto
a si es cierto o no que los nintildeos absorben maacutes radiacioacuten en el cerebro
que los adultos en un amplio resumen publicado en 2005 solo aparecen
3 investigaciones reportando una mayor absorcioacuten en cabezas peque-
ntildeas mientras que en otras 10 no se encontraron diferencias entre adul-
tos y nintildeos
De hecho hasta el momento el uacutenico problema de salud que puede
asociarse al uso de estos teleacutefonos es el incremento de accidentes de
traacutensito causados por la distraccioacuten de los choferes que los usan y con-
ducen a la vez No obstante hay quienes no se arriesgan y se atienen a
aquello de lsquomaacutes vale precaverrsquo Devra Lee Davis directora del Centro
de Oncologiacutea Ambiental de la Universidad de Pittsburg una de las
promotoras del alerta sobre los celulares y los nintildeos ha expresado su
punto de vista al respecto ldquoEl problema consiste en si usted desea o no
jugar a la ruleta rusa con su cerebro No seacute si los celulares son peligro-
sos Pero tampoco seacute que sean totalmente segurosrdquo
Normas de seguridad
Existen normas internacionales para garantizar que los equipos emiso-
res de radiofrecuencias no dantildeen a las personas y que su uso no interfie-
ra con el de otros equipos
La Comisioacuten Internacional de Proteccioacuten contra las Radiaciones No
Ionizantes (International Comission on Non Ionizing Radiation Protec-
tion ICNIRP) organizacioacuten no gubernamental reconocida por la Orga-
nizacioacuten Mundial de la Salud ha establecido liacutemites admisibles para la
exposicioacuten a campos de radiofrecuencias Las directrices de la ICNIRP
se prepararon sobre la base del examen colegiado de todas las publica-
ciones cientiacuteficas incluidas las relativas a los efectos teacutermicos y no
teacutermicos Las normas se cimentan en la evaluacioacuten de los efectos bioloacute-
gicos que tienen consecuencias demostradas para la salud y estaacuten suje-
tas a cambios a medida que avanza la investigacioacuten y el conocimiento
sobre estos temas Los niveles de radiacioacuten observados normalmente en
el entorno habitual se encuentran actualmente muy por debajo de los
liacutemites admisibles de radiacioacuten de la ICNIRP
Los niveles seguros de exposicioacuten a la radiacioacuten electromagneacutetica
tambieacuten se encuentran reglamentados por normas nacionales en la ma-
yoriacutea de los paiacuteses La profundidad de penetracioacuten de la radiacioacuten en el
tejido depende de la frecuencia y es mayor para las frecuencias maacutes
bajas por lo que los niveles de exposicioacuten permisibles variacutean mucho
con la frecuencia Para 50 y 60 Hz las recomendaciones a exposiciones
de corta duracioacuten variacutean entre 10-30 kVm para los campos eleacutectricos y
1-5 mT para los magneacuteticos Para exposiciones de larga duracioacuten (24
horas) los valores liacutemites permisibles son mucho menores de 5-10
kVm y 01- 05 mT (Documento NTP 234 del Instituto de Seguridad e
Higiene del Trabajo Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales Espantildea
en httpwwwmtasesinshtindexhtm)
Si la persona es sometida a valores muy intensos de radiacioacuten se
pueden producir dolores de cabeza naacuteuseas atontamiento y even-
tualmente un colapso circulatorio y la peacuterdida de la termorregulacioacuten
del cuerpo llegando a ser fatal en casos extremos
La absorcioacuten de energiacutea se determina como un coeficiente de ab-
sorcioacuten especiacutefica en una masa tisular especiacutefica se mide en watt por
kilogramo (wkg) Para que se produzcan efectos perjudiciales se
requiere un coeficiente de absorcioacuten igual o mayor a 4 wkg Esos
niveles de energiacutea se pueden encontrar a la distancia de algunas dece-
nas de metros de antenas potentes de frecuencia modulada pero que
usualmente estaacuten situadas en zonas inaccesibles en el extremo de
altas torres No obstante las personas que trabajan en los sectores de
la radiodifusioacuten transporte y comunicaciones pueden estar expuestas
a campos de intensidad elevada cuando realizan su actividad muy
cerca de antenas transmisoras y sistemas de radar
Un importante subgrupo de esos trabajadores es el personal mili-
tar En la mayoriacutea de los paiacuteses el uso para fines civiles y militares de
los campos de radiofrecuencias estaacute sujeto a normativas muy estric-
tas
Si la radiacioacuten no estaacute distribuida uniformemente en todo el cuer-
po puede ocasionar elevaciones locales de la temperatura Algunas
zonas como por ejemplo el cerebro son maacutes sensibles que otras El 178
aumento local de la temperatura en los tejidos cerebrales puede dar
origen a respuestas bioloacutegicas inapropiadas el calentamiento excesi-
vo del globo ocular puede llegar a causar la opacidad del cristalino
Cuando la frecuencia se encuentra por encima de 10 GHz la absor-
cioacuten de la radiacioacuten solo tiene lugar en la superficie de la piel y en la
coacuternea Para que la exposicioacuten a frecuencias de maacutes de 10 GHz pro-
duzca efectos perjudiciales para la salud como cataratas oculares y
quemaduras cutaacuteneas se requieren densidades de potencia superiores
a 1 000 wm2 Estas potencias no se presentan en la vida diaria y solo
tienen lugar en las inmediaciones de radares potentes Las normas
internacionales de seguridad prohiacuteben la presencia humana en esas
zonas
La radiacioacuten electromagneacutetica pulsante interacciona con los teji-
dos de forma algo diferente a la radiacioacuten continua Puede originar
sensaciones auditivas probablemente a causa de la raacutepida expansioacuten
termoelaacutestica del cerebro y a la creacioacuten de una onda de sonido den-
tro de la cabeza
La radiacioacuten de frecuencia inferior a 1 MHz induce principalmen-
te cargas y corrientes eleacutectricas que pueden estimular las ceacutelulas en
diversos tejidos nerviosos o musculares
Las corrientes eleacutectricas se encuentran presentes en el organismo
como parte normal de las reacciones quiacutemicas propias de la vida Si
los campos de radiofrecuencias inducen corrientes que excedan signi-
ficativamente ese nivel de base en el organismo es posible que se
produzcan efectos perjudiciales para la salud Se han propuesto diver-
sos mecanismos para explicar los posibles efectos de la radiacioacuten en
los tejidos pero hasta el momento esas propuestas no resisten el es-
crutinio cientiacutefico
179
CAPIacuteTULO 8
PLACEBO Y PSEUDOCIENCIA
Efecto placebo
El placebo es cualquier sustancia inerte que se utiliza en algunos ensa-
yos cliacutenicos en vez del medicamento o terapia activa Un grupo de pa-
cientes recibe la terapia y otro (grupo de control) recibe el placebo Es
un hecho ampliamente conocido que una cantidad significante de pa-
cientes del grupo de control alegaraacute sentirse mejor (efecto placebo)
Fue descubierto por el anestesioacutelogo norteamericano Henry Knowles
Beecher en 1955 quien al realizar un estudio en 1000 pacientes encon-
troacute mejoriacutea en 35 de los que recibieron el placebo El efecto contra-
rio el nocebo mucho menos estudiado que el placebo consiste en que
aunque el faacutermaco o procedimiento aplicado sea inerte o carezca de
efectividad hay casos donde se presentan consecuencias dantildeinas o des-
agradables muy reales a nivel bioquiacutemico fisioloacutegico emocional y
cognitivo
Seguacuten el Dr Morton Tavel de la Escuela de Medicina de la Univer-
sidad de Indiana en Indianaacutepolis ldquoEl efecto placebo se define como
cualquier mejora de los siacutentomas o indicios tras una intervencioacuten fiacutesi-
camente inerte Sus efectos son especialmente intensos en el alivio de
siacutentomas subjetivos tales como el dolor la fatiga y la depresioacuten Pre-
sente en un intervalo variable en todos los encuentros terapeacuteuticos se
intensifica por el contacto manual y una comunicacioacuten verbal cercana
entre quien aplica los cuidados y quien los recibe Asiacute puede usarse en
beneficio de los pacientes pero tambieacuten proporciona una viacutea ancha para
ldquosanadoresrdquo inescrupulosos de todo tipo (hellip) Mucho menos estudiado
el ldquoefecto nocebordquo define respuestas negativas a las intervenciones con
placebos Este uacuteltimo efecto puede llegar a ser muy intenso y posi-
blemente sea la causa de muchos trastornos a los que se atribuye un
origen psiacutequicordquo (The American Journal of Medicine (2014) 127 484-
488 Versioacuten en espantildeol en wwwgeocitieswsrationalisetica-
placebobueno-malo-feobueno-malo-feopdf )
Para evitar los posibles efectos de la sugestioacuten tanto del paciente
como de la persona que evaluacutea los resultados en la actualidad los ensa-
yos cliacutenicos rigurosos se realizan de forma aleatoria a la ciega o doble
ciegos La idea baacutesica es que los tratamientos son asignados al azar a
los sujetos de investigacioacuten con el fin de que los diferentes grupos sean
equivalentes desde el punto de vista estadiacutestico En un ensayo a la cie-
ga los pacientes no saben si han recibido el faacutermaco activo o el placebo
en un estudio doble ciego quienes aplican el tratamiento tampoco lo
saben En algunos casos se considera incluso el estudio triple ciego
donde ademaacutes el investigador o el estadiacutestico que analiza los datos no
sabe a cuaacutel grupo pertenece cada paciente
Resultados experimentales recientes sugieren que muchas terapias
que alegan ldquosanarrdquo o curar alguna dolencia aunque carecen de eviden-
cia cientiacutefica lo que hacen en realidad es activar en el cerebro procesos
quiacutemicos capaces de tranquilizar al paciente y sedar el dolor
De esa manera la supuesta lsquoterapiarsquo proporciona un alivio pasajero
al sujeto o quizaacutes una breve sensacioacuten de bienestar similar a la que
producen algunos faacutermacos El mecanismo no funciona de la misma
forma en todas las personas y desde luego esas terapias podraacuten aliviar
el dolor pero seraacuten incapaces de curar realmente la enfermedad Esto
uacuteltimo representa un grave riesgo para la salud del paciente cuando la
dolencia es progresiva y no es identificada a tiempo a causa de la iluso-
ria terapia
En 2005 la revista cientiacutefica The Journal of Neuroscience (vol 25
No 34) reportoacute un estudio realizado aplicando teacutecnicas de la reciente
tomografiacutea de emisioacuten de positrones (TEP) y de formacioacuten de imaacutegenes
por resonancia magneacutetica (IRM) de forma conjunta (figura 81) Se
analizoacute el cerebro de 14 hombres joacutevenes sanos a los que se les inyectoacute
en la mandiacutebula una disolucioacuten salina concentrada muy dolorosa Las
edades oscilaban entre 20 y 30 antildeos para descartar el posible efecto de
dolores croacutenicos trastornos del estado de aacutenimo o variaciones hormo-
nales que tambieacuten pueden afectar el sistema de endorfinas Estas sus-
tancias son generadas por el propio organismo en respuesta a determi-
nados estiacutemulos externos Son capaces de unirse a los denominados
receptores μ-opiaacuteceos en el cerebro ceacutelulas nerviosas especializadas en
transformar sentildeales fisicoquiacutemicas a impulsos eleacutectricos para anular la
transmisioacuten de las sentildeales de dolor La heroiacutena morfina metadona y
otros narcoacuteticos calman el dolor actuando de manera similar
Figura 81 Imaacutegenes combinadas de Resonancia Magneacutetica IRM +
Tomografiacutea de emisioacuten de positrones TEP En el idioma original DA-
Cing dorsal anterior cingulate RACing rostral anterior cingulate
MPFC medial prefrontal cortex DLPFC dorso lateral prefrontal cor-
tex Nacc nucleus accumbens Tha medial thalamus Amy right amig-
dala Ins insular cortex En el recuadro superior a la derecha se muestra
un mapa de la distribucioacuten de receptores μ-opiodes en el cerebro The
Journal of Neuroscience August 24 2005 25(34)7754 ndash7762
Durante el proceso los cerebros de los voluntarios fueron escaneados
usando la TEP que permite detectar la actividad de los μ-opioides en-
doacutegenos en el cerebro Esta teacutecnica utiliza pequentildeas dosis de carfenta-
nil un producto unido a un isoacutetopo de carbono radiactivo de corto pe-
riacuteodo de desintegracioacuten que al desintegrarse libera partiacuteculas subatoacutemi-
cas conocidas como positrones y rayos gamma Estos uacuteltimos se detec-
tan con un escaacutener y se registran digitalmente El carfentanil compite
con los μ-opioides para ocupar un lugar en los receptores de las ceacutelulas
nerviosas Mientras maacutes deacutebil sea la actividad del carfentanil y la co-
rrespondiente sentildeal positroacutenica en una regioacuten del cerebro mayor seraacute la
actividad de los μ-opiaacuteceos y viceversa lo que permite obtener la ima-
gen de lo que sucede en el cerebro
Una vez inyectada la disolucioacuten salina a los voluntarios se les su-
ministroacute cada 4 minutos una inyeccioacuten intravenosa de un supuesto cal-
mante -en realidad un placebo inerte- dicieacutendoles que podriacutea aliviarles
el dolor y se les pidioacute que cada 15 segundos calificaran la intensidad de
sus sensaciones dolorosas en una escala de 0 a 100 A continuacioacuten se
incrementoacute lentamente la concentracioacuten inyectada en la mandiacutebula con
el fin de mantener a los participantes con un mismo iacutendice de dolor
mientras el escaneo proseguiacutea
Todos los sujetos mostraron un aumento de la activacioacuten de su sis-
tema de endorfinas despueacutes de que se les administroacute el placebo La
cantidad de disolucioacuten salina adicional que se necesitoacute para mantener la
misma sensacioacuten de dolor fue en aumento indicando claramente una
reduccioacuten en la sensibilidad al dolor de la que el sujeto no teniacutea cono-
cimiento
Las imaacutegenes obtenidas por IMR del cerebro de los voluntarios se
compararon con sus sensaciones de dolor y con las imaacutegenes TEP lo-
graacutendose determinar con precisioacuten cuaacuteles fueron las regiones del cere-
bro que se activaron durante el experimento y en queacute momento lo hi-
cieron La figura 81 se compuso utilizando ambas teacutecnicas de escaneo
(IRM y TEP) la parte superior muestra la accioacuten de los μ-opioides
cuando los voluntarios experimentaban dolor mientras que en la infe-
rior aparece lo que ocurrioacute cuando pensaban que estaban recibiendo el
calmante (en realidad el placebo inerte) La actividad cerebral reflejoacute
perfectamente los cambios en la intensidad del dolor que los participan-
tes dijeron sentir
Estudios previos ya habiacutean demostrado que el cerebro reacciona li-
berando endorfinas cuando las personas reciben alguacuten tratamiento si-
mulado contra el dolor El fenoacutemeno (efecto placebo) es bien conocido
desde los antildeos 50 y es forzoso tomarlo en cuenta al realizar ensayos
183
cliacutenicos con nuevas terapias o medicamentos Sin embargo el estudio
realizado en Michigan es el primero en asociar el efecto placebo a un
mecanismo quiacutemico especiacutefico en el cerebro Y proporciona una posi-
ble explicacioacuten soacutelidamente argumentada a la pregunta de por queacute
tantas personas alegan recibir alivio de terapias y remedios que no apor-
tan alguacuten beneficio fiacutesico real ldquoHemos podido comprobar que el siste-
ma de endorfinas de los sujetos analizados se activoacute en las esferas del
cerebro relacionadas con el dolor y que ocurrioacute un aumento de la acti-
vidad cuando se les dijo que estaban recibiendo un supuesto calmante
Cuando eso ocurrioacute ellos dijeron sentir menos dolor La relacioacuten mente-
cuerpo es muy clarardquo (Zubieta et al 2005)
No todos mostraron similar sensibilidad al placebo Nueve de los
participantes fueron clasificados como de alta respuesta al placebo ya
que habiacutea maacutes de 20 de diferencia entre los resultados con y sin pla-
cebo en otras palabras el efecto placebo era fuerte Los otros cinco
fueron clasificados como de baja respuesta
Obviamente se necesitaraacuten muchos maacutes experimentos con diversas
condiciones y sujetos para tener una visioacuten completa del fenoacutemeno
Pero estos resultados indican de forma incontrovertible que la sugestioacuten
juega un papel primordial en las pseudoterapias que carecen de una
soacutelida base experimental El solo hecho de que el sujeto crea que se estaacute
aplicando una cura efectiva es suficiente para activar el mecanismo de
los μ-opioides y hacer que este se sienta mejor El experimento tambieacuten
explica por queacute estos procedimientos no funcionan de la misma manera
en todas las personas
Maacutes recientemente en octubre de 2009 la revista Science publicoacute
un reporte del departamento de Neurociencias de la Universidad Meacutedi-
ca de Hamburgo en el que describiacutea los resultados de un estudio me-
diante resonancia magneacutetica funcional de alta resolucioacuten (Figura 82)
Su objetivo era comprobar la hipoacutetesis de que las respuestas asociadas a
las estimulaciones dolorosas que afectan los niveles de oxiacutegeno en la
sangre de la meacutedula cervical humana se reducen con la aplicacioacuten de un
placebo Como resultado se encontroacute que el nivel de oxiacutegeno en la
sangre en el grupo de ensayo se redujo significativamente en compara-
cioacuten con el grupo de control Los autores consideran que este resultado
abre nuevas viacuteas para confirmar la efectividad de diferentes tratamien-
tos en diversos tipos de dolor incluyendo el croacutenico
184
Figura 82 Estudio del efecto placebo en imaacutegenes de
RMN de la espina dorsal (Science vol 326 p404 2009)
La cienciahellip y lo que no lo es
Los resultados cientiacuteficos no siempre son ciento por ciento co-
rrectos La ciencia avanza por aproximaciones a la realidad y la
gran mayoriacutea de las veces los resultados de cualquier investiga-
cioacuten son perfectibles En ocasiones ocurre que alguacuten experimen-
to realizado aparentemente con todas las exigencias del caso
proporciona resultados que no pueden ser reproducidos por otros
La mayoriacutea de las veces es porque se obvioacute algo que no se podiacutea
obviar Y en unos pocos casos se comete fraude a sabiendas No
son muchos pero los hay de todo hay en la vintildea del Sentildeor como
dice el dicho En cualquier caso el falso resultado se desecha y
el avance hacia nuevos conocimientos continuacutea sin mayores con-
tratiempos
En esta seccioacuten se analizan brevemente otros lsquoestudiosrsquo que
en realidad no corresponden a resultados cientiacuteficos No son
aproximaciones a la realidad pues se reducen a exponer afirma-
ciones ilusorias sin evidencias experimentales que las corrobo-
ren No es tarea de la ciencia demostrar que tales aseveraciones
son erroacuteneas La responsabilidad de mostrar evidencias corres-
ponde a quien propone lo novedoso no al resto del mundo como
a veces algunos ponentes piensan acerca de sus proposiciones
En la ciencia cada afirmacioacuten debe estar sustentada por la
evidencia experimental rigurosa las afirmaciones no basadas en
evidencias no pueden catalogarse como ciencia Cuando contra
viento y marea algunos tratan de dar explicacioacuten a proposiciones
no demostradas no es raro que a falta de explicacioacuten cientiacutefica
deriven hacia la preacutedica de alguacuten tipo de magia miacutestica a veces
disimulada a veces patente tratando de presentarla como cien-
cia Para ello mezclan palabras de la jerga cientiacutefica al azar sin
venir al caso inventadas a veces y sin un sentido concreto que
refleje la realidad de lo que se desea describir
Aseveraciones de este tipo son por ejemplo que las piraacutemi-
des concentran los campos magneacuteticos (aparecioacute en un perioacutedico
nacional en la paacutegina de informacioacuten meacutedica) que la cercaniacutea a
las redes eleacutectricas comerciales produce dolores de cabeza y que
si usted le coloca una antena a una piraacutemide y se mete dentro
recibiraacute una energiacutea beneficiosa del cosmos (ambas aseveracio-
nes publicadas nada menos que en revistas meacutedicas que preferi-
mos no citar)
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
Hoy diacutea en pleno siglo XXI es posible encontrar personas que sin ser
meacutedicos alegan haber descubierto lsquosistemas curativosrsquo y creado ins-
trumentos y softwares que permiten diagnosticar automaacuteticamente mu-
chas enfermedades pues las afirmaciones ilusorias usualmente se van
adaptando al avance de la ciencia aunque sin perder su caraacutecter fanta-
sioso
Tambieacuten se imparten cursos internacionales de unos pocos diacuteas de
duracioacuten en los que alguacuten lsquoinspiradorsquo garantiza que sin ser tener otros
conocimientos de medicina usted puede aprender a diagnosticar mu-
chas enfermedades utilizando esos instrumentos (iquestPara queacute entonces
hace falta un meacutedico o estudiar medicina varios antildeos) Estas asevera-
ciones constituyen una abierta incitacioacuten al intrusismo y a perjudicar a
los incautos mediante falsos diagnoacutesticos
A veces tanto los sistemas curativos como los instrumentos promo-
vidos no son maacutes que plagios de meacutetodos ya descalificados con anterio-
ridad Un ejemplo muy ilustrativo es el sistema de electrodiagnoacutestico de
Reinhold Voll un meacutedico alemaacuten que se dedicaba a la acupuntura en la
deacutecada de los 50 del siglo pasado En 1958 Voll combinoacute arbitraria-
mente la acupuntura con mediciones de la conductividad eleacutectrica en la
piel y supuestos lsquocanales energeacuteticosrsquo inexistentes para crear su primer
instrumento de diagnoacutestico el Dermatroacuten que se muestra en la figura
83(A) El instrumento incluiacutea una punta de prueba que se aplicaba en la
piel e indicadores de aguja -la tecnologiacutea accesible en la eacutepoca- para
medir corrientes y voltajes asociando ilusoriamente los resultados de
las mediciones en los puntos de acupuntura a diversas enfermedades
186
En la actualidad estaacute perfectamente claro que independientemente
de que no hay justificacioacuten para esos procedimientos el resultado de las
mediciones de Voll depende de factores totalmente ajenos a sus postu-
lados como por ejemplo la fuerza con que se aplica la punta de prueba
o el grado de humedad de la piel en el momento de la medicioacuten
Con posterioridad aparecieron muchos imitadores y equipos de todo
tipo En la figura 83 (B) se muestra uno de estos equipos adaptado a
las teacutecnicas modernas de medicioacuten Los antiguos indicadores de aguja
han sido sustituidos por una computadora y un software que supuesta-
mente diagnostica la enfermedad de forma automaacutetica A pesar de la
nueva indumentaria la falta de fundamento cientiacutefico es exactamente la
misma de hace casi 60 antildeos
Figura 83 Equipo de electrodiagnoacutestico de Voll (a) Mo-
delo original b) Modelo actualizado por alguno de sus
imitadores La ausencia de fundamento cientiacutefico es la
misma en ambos casos
Hace mucho que el meacutetodo de Voll fue declarado fraudulento en Es-
tados Unidos En un artiacuteculo que se puede consultar en
wwwquackwatchcom01QuackeryRelatedTopicselectrohtml
Stephen Barret (2012) expresa ldquoLos dispositivos descritos (hellip) se
usan para diagnosticar problemas de salud inexistentes seleccionar
tratamientos inapropiados y defraudar a las compantildeiacuteas de seguros Los
practicantes que los usan son o ilusorios o deshonestos o ambas cosas
Estos dispositivos debieran ser confiscados y los practicantes que los
usan llevados a juicio Si usted se encuentra con uno de estos dispositi-
vos por favor repoacutertelo al fiscal general del estado a cualquier buroacute de
licencias a la FDA la FTC el FBI el lsquoBetter Bussines Bureaursquo o cual-
quier compantildeiacutea de seguros a la cual el practicante enviacutee los reclamos
que involucran el uso de este dispositivordquo
Las afirmaciones que pretenden ser cientiacuteficas pero que no lo son
realmente ya que no se derivan de experimentos o ensayos cliacutenicos
rigurosos y no han sido sometidas a la criacutetica internacional se califican
en lo general como pseudociencia
En toda pseudociencia es usual encontrar una sutil apropiacioacuten de
teacuterminos cientiacuteficos conocidos que designan de forma tergiversada
supuestos objetos o fenoacutemenos cuya existencia ni siquiera estaacute compro-
bada De esa manera se trata de dar apariencia cientiacutefica a lo que no lo
es presentando las creencias como si fueran evidencias Algunos pien-
san que este comportamiento engantildeoso no siempre se hace a propoacutesito o
conscientemente sino por desconocimiento acerca de la ciencia y su
metodologiacutea Sin embargo resulta muy dudoso tal derroche de ingenui-
dad cuando la mayoriacutea de las veces la praacutectica de esta lsquoterapiarsquo estaacute
asociada a un obvio aacutenimo de lucro Otras veces aunque no hay benefi-
cios econoacutemicos inmediatos el objetivo principal es intentar ganar pres-
tigio y reconocimiento social a como deacute lugar y con muy poco esfuerzo
Resulta praacutecticamente imposible encontrar a un pseudocientiacutefico ba-
sando sus afirmaciones en una revisioacuten bibliograacutefica de artiacuteculos cientiacute-
ficos publicados en revistas arbitradas Y si hay referencias son de cliacute-
nicas privadas de dudosa reputacioacuten o de sitios maacutegicos y esoteacutericos en
la WEB no respaldados por institucioacuten alguna
Cuando esas nociones erroacuteneas se popularizan en determinados
ciacuterculos se crea una especie de subcultura marginal pseudocientiacutefica
que pretende ser ciencia sin aplicar sus meacutetodos Dentro de estos ciacutercu-
los se llevan a cabo lsquocongresos cientiacuteficosrsquo que de ciencia nada tienen
se organizan cursos de postgrado e incluso se otorgan tiacutetulos Se crea asiacute
una especie de comedia de absurdos que lo seriacutea realmente si todo el
asunto no concluyera en perjuicio de los pacientes
En la Internet suelen aparecer reportes de personas que alegan haber
recibido dantildeos por sustituir la medicina convencional por alguna terapia
alternativa no demostrada Y dado el caraacutecter marginal de estos proce-
dimientos es posible inferir razonablemente que la mayoriacutea de estos
dantildeos queden sin registrar pues las estadiacutesticas pseudocientiacuteficas sim-
plemente no existen
iquestQueacute es la pseudociencia
En el Oxford American Dictionary aparece una definicioacuten breve y pre-
cisa Pseudociencia es cualquier conjunto de conocimientos meacutetodos
creencias o praacutecticas que alegando ser cientiacuteficas en realidad no se
rigen por el meacutetodo cientiacutefico La figura 84 muestra el esquema baacutesico
del meacutetodo cientiacutefico en las ciencias naturales y otras afines Cuando se
tiene nocioacuten de un determinado fenoacutemeno (observacioacuten) usualmente se
establece una suposicioacuten razonada acerca de por queacute ocurre y cuaacuteles son
sus causas (hipoacutetesis) Es necesario entonces repetir el fenoacutemeno (o
parte de eacutel) controladamente (experimentacioacuten) con el fin de evitar la
interferencia de agentes ajenos que afecten lo que se desea estudiar y
asiacute poder obtener valores numeacutericos confiables y reproducibles
Figura 84 Esquema del meacutetodo cientiacutefico
El vocablo controladamente tiene importancia primordial Es nece-
sario controlar todos los factores que pueden afectar el resultado para
llegar a conocer si lo que se supuso inicialmente es cierto o no ya que
alguacuten otro factor no tomado en cuenta podriacutea ser el responsable del
resultado observado (Y no se obtendriacutea un resultado confiable del ex-
perimento en cuestioacuten) Por otra parte si los resultados de un experi-
mento no son reproducibles en otros laboratorios por otros operadores
y utilizando otro instrumental no se podraacute afirmar absolutamente nada
de los resultados obtenidos Significa que el resultado particular obteni-
do fue si no erroacuteneo cuando maacutes casual Es un indicio de que el expe-
rimento no fue controlado lo suficiente y hubo factores ajenos no iden-
tificados que afectaron el resultado
Una vez que se tiene el resultado de un experimento -que puede
confirmar o negar la hipoacutetesis- es necesario buscar alguna explicacioacuten
189
racional apoyada en los conocimientos previos que se poseen (teoriacutea)
Y cuando se posee una teoriacutea a partir de esta siempre es posible tratar
de predecir lo que ocurriraacute en alguna otra situacioacuten parecida e idear
alguacuten otro experimento que serviraacute de comprobacioacuten al anterior y tam-
bieacuten a la teoriacutea -de ahiacute la flecha curva en el esquema de la figura 84-
De esta manera se establece una interaccioacuten continua entre teoriacutea y
experimento que constituye sin lugar a dudas el nuacutecleo esencial y fuer-
za motriz del meacutetodo cientiacutefico
Asociada a esta interaccioacuten hay todo un proceso de divulgacioacuten in-
ternacional de resultados a traveacutes de publicaciones en revistas cientiacutefi-
cas arbitradas criacuteticas errores y rectificaciones Y puede ocurrir que
teoriacuteas muy bien establecidas deban ser reformadas al detectarse alguacuten
nuevo fenoacutemeno que la teoriacutea existente no es capaz de explicar satisfac-
toriamente
Cuando la teoriacutea se hace suficientemente amplia y soacutelida cuando es
capaz de dar explicacioacuten a gran cantidad de fenoacutemenos y relaciones de
causa-efecto y tambieacuten de rebatir racionalmente cualquier criacutetica se
llega a la ley Las leyes tampoco son eternas Muchas veces se hace
necesario generalizarlas para lograr explicar fenoacutemenos no detectados
hasta el momento Hay muchiacutesimas leyes fiacutesicas quiacutemicas bioloacutegicas y
tambieacuten econoacutemicas y de otras ciencias todas provienen del proceso
que se acaba de describir
En realidad la afirmacioacuten anterior no se ajusta estrictamente a la
verdad pues en algunas ciencias es materialmente imposible llevar a
cabo experimentos controlados en relacioacuten con un fenoacutemeno determi-
nado Asiacute ocurre por ejemplo en la arqueologiacutea la geologiacutea la astro-
nomiacutea y en las ciencias sociales cuyos meacutetodos de anaacutelisis e investiga-
cioacuten no se ajustan exactamente al esquema de la figura 84 No obstante
en esos casos la observacioacuten precisa y reproducible sustituye al expe-
rimento y las teoriacuteas solo se consideran vaacutelidas cuando
a) Son capaces de asociar racionalmente muchos hechos en aparien-
cia independientes y b) Logran predecir la existencia de relaciones y
fenoacutemenos no detectados hasta el momento
En el campo de la medicina el meacutetodo cientiacutefico y los experimentos
van de la mano de los ensayos cliacutenicos La Organizacioacuten Panamericana
de la Salud oficina regional de la Organizacioacuten Mundial de la Salud
publicoacute en 2010 la versioacuten en espantildeol del libro divulgativo de libre ac-
ceso en la WEB lsquoCoacutemo se prueban los tratamientosrsquo dirigido tanto a
pacientes como al personal de salud Escrito en lenguaje popular
describe en forma amena una serie de conceptos baacutesicos referentes a los
ensayos cliacutenicos junto a los requerimientos miacutenimos que se deben cum-
plir para realizar cualquier investigacioacuten en el campo de la medicina
mostrando numerosos ejemplos reales para ilustrar sus aseveraciones
En algunos paiacuteses de Latinoameacuterica se ha comenzado a considerar
con mayor detenimiento la promocioacuten de la cultura cientiacutefica entre la
poblacioacuten En 2012 las sociedades cubanas de Matemaacutetica y Compu-
tacioacuten Fiacutesica y Quiacutemica a las que despueacutes se sumaron la de Bioinge-
nieriacutea y la de Oncologiacutea Radioterapia y Medicina Nuclear emitieron
una declaracioacuten enfatizando la necesidad de promover el meacutetodo cientiacute-
fico En una de sus partes aparece
ldquoLas sociedades cientiacuteficas firmantes sostenemos que aunque toda
persona puede utilizar los medios que estime convenientes para mejo-
rar su salud y bienestar las instituciones oficiales soacutelo deberiacutean patro-
cinar financiar invertir recursos del estado o respaldar de cualquier
forma la reproduccioacuten a escala social de conocimientos conductas y
haacutebitos si y soacutelo si se hace evidente que estaacuten basados en el meacutetodo
cientiacuteficordquo
La declaracioacuten se encuentra accesible en wwwscquhcu~scq decla-
racion_metodo_cientificopdf Tambieacuten en httpscielosld
cuscielophpscript=sci_arttextamppid=S0864-4662013000100010
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
La pseudociencia se las arregla para evadir la parte esencial del meacutetodo
cientiacutefico pasando directamente de la hipoacutetesis a alguacuten punto medio
entre la teoriacutea y la ley obviando el experimento Las suposiciones de
alguacuten lsquoinspiradorsquo o lsquoiluminadorsquo y sus seguidores se convierten asiacute en
lsquoleyesrsquo sin pasar por el fino tamiz de la criacutetica internacional y la inter-
accioacuten teoriacutea-experimento Pero estas suposiciones al hacer abundante
uso de la terminologiacutea cientiacutefica en sus descripciones pueden engantildear
faacutecilmente a cualquiera no familiarizado con el quehacer cientiacutefico (fi-
gura 85)
En el terreno de la pseudociencia la experimentacioacuten casi siempre se
omite a lo maacutes tiene caraacutecter anecdoacutetico y se toma alguna hipoacutetesis
como una verdad absoluta que no admite dudas ni impugnaciones Mu-
chas veces el lsquoiluminadorsquo de turno es alguien que no posee entrena-
miento en la ciencia y ni siquiera conoce la existencia del meacutetodo cien-
tiacutefico Y es frecuente que tome las criacuteticas a lsquosursquo meacutetodo -cualquiera
que este sea- como un ataque personal Quienes los critican se convier-
ten asiacute en lsquoagentes de las transnacionalesrsquo que quieren impedir la difu-
sioacuten de lsquoun procedimiento efectivo y de bajo costo que sirva para ayu-
dar a las multitudes de necesitados en el tercer mundorsquo
Figura 85 Esquema de la deformacioacuten pseudocientiacutefica
Cuando la pseudociencia pertenece al campo de la medicina muchas
veces el predicador de la terapia ni siquiera es meacutedico -lo que no parece
amilanar a sus entusiastas seguidores- El autor ha tenido la oportunidad
de conocer o leer escritos de geoacutegrafos fiacutesicos quiacutemicos ingenieros
profesores de secundaria periodistas veterinarios enfermeros psicoacutelo-
gos y filoacutesofos que pretenden ser especialistas con capacidad de diag-
nosticar o ser catedraacuteticos de temas meacutedicos sin poseer el correspon-
diente tiacutetulo universitario que los faculte para ello
Otras veces se llevan a cabo unos pocos experimentos mal disentildeados
y se propone una teoriacutea desligada del experimento Y cuando hay resul-
tados experimentales aparentemente favorables no son reproducibles
Una caracteriacutestica adicional es que quienes favorecen las terapias no
demostradas en muy raras ocasiones mencionan el efecto placebo para
ellos simplemente no existe
Como el motor de avance de la ciencia es precisamente la prueba y
el error la criacutetica y la interaccioacuten teoriacutea-experimento la pseudociencia
no tiene forma de avanzar Sus leyes y teoriacuteas estaacuten siempre dadas de
una vez y para siempre La tabla 81 resume algunas caracteriacutesticas que
pueden ayudar al lector a distinguir la pseudociencia de una verdadera
proposicioacuten cientiacutefica
TABLA 81
Comparacioacuten entre ciencia y pseudociencia
Ciencia Pseudociencia
1
Incluye resultados favorables y desfavorables Analiza argumen-tos a favor y en contra Es esceacutepti-ca Duda continuamente de sus propios logros
Solo toma en cuenta los resultados favorables Cierra los ojos a la evidencia contraria Es creacutedula No duda
2 La criacutetica es su forma normal de progresar
Cuando se la criacutetica usualmente sus promotores lo asumen como un ataque personal
3 La mayoriacutea de las referencias provienen de revistas internacio-nales arbitradas bien reconocidas
No hay referencias o provienen de libros congresos o incluso de revistas usualmente del mismo ciacuterculo pseudocientiacutefico
4 Utiliza conceptos y magnitudes bien definidas para describir y analizar los fenoacutemenos
Usa sus propios vagos conceptos mezclaacutendolos con conceptos de la ciencia
5 Siempre hay resultados experi-mentales reproducibilidad y esta-diacutesticas
Se satisface con ejemplos anecdoacute-ticos aislados Si hay experimen-tos estaacuten mal disentildeados
6
Trata de encontrar mecanismos que expliquen los hechos basaacuten-dose en los experimentos y el conocimiento cientiacutefico anterior
No propone mecanismos Cuando lo hace no se basa en el conoci-miento cientiacutefico previo sino que los inventa de la nada
7 No depende para nada de la opi-nioacuten de ldquopersonalidadesrdquo
Busca la aprobacioacuten de ldquopersona-lidadesrdquo individuales casi siempre ajenas al campo especiacutefico de que se trate
8
Los conceptos cambian y mejoran para ajustarse a los nuevos avan-ces con la contribucioacuten de mu-chos
Defiende ideas preconcebidas e invariables usualmente ldquodescu-biertasrdquo por una sola persona a veces con trasfondo religioso
9 Raacutepida difusioacuten y aplicacioacuten ma-siva de los nuevos descubrimien-tos praacutecticos
Sus ideas no progresan porque ldquolas grandes compantildeiacuteas perderiacutean dinero si se aceptanrdquo
10 Siempre toma en cuenta el efecto placebo (terapias y medicamen-tos)
El efecto placebo nunca se men-ciona
Tomada de la Revista Elementos 69 31-35 2008
193
Existen tres razones fundamentales para denunciar y condenar
la pseudociencia
1 Es falsa Toda pseudociencia predica nociones contrarias a las esta-
blecidas soacutelidamente por la ciencia y que se imparten cotidianamen-
te en las aulas de cualquier universidad aunque se debe mencionar
que en la actualidad hay pseudociencias como la homeopatiacutea que
han logrado infiltrarse en cursos de verano y de postgrado en algu-
nas universidades puacuteblicas espantildeolas y de otros paiacuteses Esto incluso
a pesar de las reiteradas denuncias de muchos profesores que alegan
el predominio de criterios econoacutemicos sobre los acadeacutemicos y de
que en paiacuteses como los EEUU ya estaacute expresamente prohibida su
comercializacioacuten por carecer de evidencias cientiacuteficas
(httpswwwftcgovsystemfilesdocumentspublic_statements996
984p114505_otc_homeopathic_drug_enforcement_policy_statemen
tpdf)
2 Constituye una peacuterdida de tiempo esfuerzo recursos y algo similar
a lo que los economistas llaman ldquocosto de oportunidadrdquo Es decir no
solo se pierde lo dicho anteriormente tambieacuten se pierde lo que se
pudiera haber ganado de emplear esos recursos y esfuerzos en algo
verdaderamente productivo
3 Cuando la pseudociencia estaacute ligada a una falsa terapia el posible
perjuicio para el paciente siempre estaacute presente ya bien sea por cau-
sa directa o bien porque este no logre atender a tiempo su dolencia
al entretenerse con la ilusoria terapia sin someterse a un tratamiento
realmente eficaz Es posible encontrar muacuteltiples ejemplo de dantildeos
graves a pacientes en la prensa internacional
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Los criterios acerca de que los campos magneacuteticos estaacuteticos producidos
por imanes permanentes incrementan la circulacioacuten reducen la infla-
macioacuten o el dolor y aceleran la cura de las lesiones son por lo general
simplistas e ingenuos y no estaacuten apoyados por el peso de la evidencia
experimental Por otra parte aunque real el efecto de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia sobre los tejidos es bastante complejo
Al parecer su efectividad variacutea apreciablemente de un tejido a otro
194
depende marcadamente de la intensidad y frecuencia de la sentildeal aplica-
da y tambieacuten del tiempo de tratamiento Ver por ejemplo el artiacuteculo
de revisioacuten de Funk et al 2009 con 400 referencias que no ofrece
conclusiones definitivas
A pesar de que la mayoriacutea de las investigaciones recientes negando
la efectividad de muchas de estas terapias son muy rigurosas auacuten es
posible encontrar cliacutenicas estatales donde se aplican imanes con relativa
frecuencia Y cuando usted trata de explicar a los promotores que ese
procedimiento es falso carece de fundamento cientiacutefico y es totalmente
inocuo la respuesta usual es que ldquoestaacute autorizadordquo sin otro argumento
cientiacutefico (Desde luego iquestQueacute van a argumentar)
Tambieacuten es posible encontrar afirmaciones engantildeosas en diversos
medios de comunicacioacuten Algunas maacutes que pseudociencia son timos
Por ejemplo referencias vagas acerca de la efectividad del tratamiento
propuesto ldquocientiacuteficos destacados concuerdan en que los imanes uni-
polares son superiores a los bipolaresrdquo En primer lugar los imanes
unipolares no existen Todo imaacuten tiene dos polos imposibles de sepa-
rar En segundo lugar nunca se especifica quieacutenes son los lsquocientiacuteficos
destacadosrsquo
Otra compantildeiacutea previene al consumidor acerca del abuso de la medi-
cina convencional y de que los imanes no producen efectos colaterales
pues son ldquotan naturales como la naturalezardquo lo cual puede ser cierto
Quizaacutes no produzcan efectos colateraleshellip ni tampoco el deseado efec-
to curativo Otras promociones afirman que en diversas universidades
se ha demostrado que los imanes permanentes incrementan el flujo
sanguiacuteneo lo cual es totalmente falso como se analizoacute anteriormente
Tambieacuten aparecen supuestas investigaciones favorables donde el efec-
to placebo ni siquiera se menciona
En los EEUU tanto los jueces como diferentes agencias del go-
bierno no dan respiro a los magnetoterapeutas El 7 de septiembre de
1999 la Comisioacuten Federal de Comercio (Federal Trade Commission
FTC) presentoacute una demanda contra la corporacioacuten iexclPain Stops Here
Inc por promover productos para magnetoterapia que incluiacutean agua
magnetizada de polo sur bipolar y colchonetas magneacuteticas Los promo-
tores alegaban que el campo magneacutetico penetra profundamente en la
piel para energizar y oxigenar la sangre y que el tratamiento mejoraba
una serie de dolencias en diversos oacuterganos La FTC calificoacute de falsas
las supuestas virtudes curativas y envioacute el asunto a los tribunales
(httpwwwftcgovos19999906painagrhtm)
El 8 de agosto de 2000 el Consumer Justice Center una entidad pri-
vada de defensa del consumidor en California entabloacute una demanda
contra la cadena de tiendas Florsheim y la tienda Shoe Emporium Es-
tas tiendas promoviacutean zapatos magneacuteticos que ldquocorregiacutean las deficien-
cias magneacuteticas mejoraban la circulacioacuten reduciacutean la fatiga en las
piernas y proveiacutean de un alivio natural para los dolores mejorando la
energiacuteardquo Unos pocos diacuteas despueacutes de presentada la demanda la Flors-
heim retiroacute los controvertidos anuncios
En septiembre de 2002 el Fiscal General de California entabloacute pleito
contra unos fabricantes de colchones magneacuteticos que supuestamente
beneficiaban unos 50 padecimientos diferentes Los precios de los col-
chones oscilaban entre 1 100 y 1 800 USD La demanda pediacutea multas
millonarias contra los 5 integrantes de la empresa European Health
Concepts Inc junto al reembolso del dinero a los consumidores
(httpcaagstatecausnewsalerts200202-105pdf) Algo similar ocu-
rrioacute con la Magnetic Therapeutic Technologies (httpwwwftcgovos
19999906magneticagrhtm)
Tambieacuten en 2002 en el mes de abril la FTC entabloacute una demanda
contra TechnoBrandsInc por razones similares en este caso la venta
de una coleccioacuten de imanes para combatir el dolor en cualquier lugar
del cuerpo
La prensa supuestamente formal tampoco escapa a los tentaacuteculos de
la pseudociencia Asiacute por ejemplo en abril de 2010 un perioacutedico local
publicoacute el artiacuteculo ldquoOndas Magneacuteticas y su Aplicacioacuten en la Medicinardquo
consistente en una mezcla de gran cantidad de afirmaciones pseudocien-
tiacuteficas junto a algunas gotas de realidad Alliacute se podiacutea leer entre otros
muchos absurdos que el magnetismo incrementa la circulacioacuten de la
sangre (a pesar de la evidencia contraria proporcionada por los miles de
pacientes sometidos diariamente a estudios de resonancia magneacutetica sin
efectos colaterales) y tambieacuten que las piraacutemides se construyeronhellip iexclpa-
ra aplicar campos magneacuteticos
Otra modalidad pseudocientiacutefica es afirmar todo lo contrario que la
radiacioacuten electromagneacutetica no es siempre beneacutefica sino dantildeina Se
exageran al maacuteximo los posibles efectos perniciosos de las radiaciones
generadas por las liacuteneas de transmisioacuten de alto voltaje u otros equipos
Una variante adicional es que existe mucha especulacioacuten acerca de
si los cambios que tienen lugar en el campo geomagneacutetico de nuestro
planeta asociados a las erupciones solares tambieacuten pueden afectar los
sistemas bioloacutegicos en la superficie terrestre Por el momento no hay
resultados definitivos Un reporte publicado en el Astronomical amp As-
trophysical Transactions vol 19 Issue 1 del 2000 bajo el tiacutetulo ldquoCon-
firmacioacuten experimental del efecto bioefectivo de las tormentas magneacute-
ticasrdquo fundamenta sus resultados en la aplicacioacuten del fraudulento elec-
trodiagnoacutestico de Voll ya mencionado lo que reduce a cero su valor
Se ha sugerido la posibilidad de que los protones de muy alta energiacutea
provenientes del Sol puedan causar dosis elevadas de radiacioacuten en los
aviones a grandes alturas sobre todo cuando pasan cerca del ciacuterculo
polar pero aparte de las especulaciones no fue posible encontrar repor-
tes experimentales concretos sobre el tema
En resumen la evidencia acumulada hasta el momento demuestra
que los campos magneacuteticos alternos de muy baja frecuencia pudieran
ser una herramienta uacutetil en el tratamiento terapeacuteutico de diversas afec-
ciones siempre que se demuestre que proporcionan maacutes beneficio que
dantildeos Seraacute necesario tomar en cuenta en cada caso particular la fre-
cuencia e intensidad de la sentildeal aplicada y la duracioacuten del tratamiento
ya que pueden ser factores muy importantes que hay que controlar para
garantizar la efectividad en uno u otro sentido
No puede decirse lo mismo de la aplicacioacuten de campos estaacuteticos
mediante imanes permanentes o bobinas de corriente continua En la
medida en que avanza la investigacioacuten cientiacutefica en cualquier rama de
la ciencia van apareciendo evidencias cada vez maacutes contundentes acer-
ca de las propiedades del fenoacutemeno estudiado que a su vez dan origen
a nuevas interrogantes Sin embargo en lo que se refiere a la aplicacioacuten
terapeacuteutica de los imanes permanentes la evidencia no ha aparecido
auacuten todo estaacute exactamente igual a pesar de los miles y miles de ensa-
yos y los cientos de antildeos transcurridos desde los tiempos de Elisha
Perkins y Franz Anton Mesmer
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En la actualidad en la prensa internet y otros medios de comunicacioacuten proliferan afirmaciones sobre los campos magneacuteticos y electromagneacuteticos que carecen de fundamento cientiacutefico muchas de las cuales con argumentos que no se ajustan a la realidad soacutelo se proponen publicitar y vender artiacuteculos supuestamente curativos Es de lamentar que muchas de esas falsedades sean recogidas y repetidas por otros como si fueran veriacutedicas y se lleven a la praacutectica sin que existan fundamentos para ese proceder excepto la falta de conocimientos sobre el magnetismo
En este libro se pretende mostrara queacute es realmente el magnetismo y que hay de cierto ndash y queacute de falso ndash en un cuacutemulo de proposiciones divulgadas en su nombre Ademaacutes de presentar las bases reales de los fenoacutemenos magneacuteticos maacutes importantes se citan referencias que demuestran que muchas de las supuestas ldquomaravillasrdquo magneacuteticas que algunos promocionan han sido incluso sancionadas en los tribunales por fraude y engantildeo al consumidor Asimismo junto con los fundamentos baacutesicos y el origen de las propiedades magneacuteticas se exponen aplicaciones disiacutemiles del magnetismo
Sin apartarse un aacutepice de rigor cientiacutefico necesario en la exposicioacuten del texto se ha evitado al maacuteximo el uso de vocabulario teacutecnico y expresiones analiacuteticas con el objetivo de hacerlo entendible al lector que no posea un dominio superior de la fiacutesica y la matemaacutetica Cada afirmacioacuten estaacute debidamente sustentada por imaacutegenes resuacutemenes y artiacuteculos la mayoriacutea publicados en revistas cientiacuteficas prestigiosas
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA
- Magnetismo cotidiano oriacutegenes y aplicaciones
-
- Impreso 1
- Impreso 2
- Impreso 3
- Impreso 4
- Impreso 5
- Impreso 6
- Impreso 7
- Impreso 8
- Impreso 9
-
- contratapa
-
Edicioacuten y correccioacuten Sergio Bello Canto
Disentildeo de cubierta Carlos Javier Soliacutes Meacutendez
Disentildeo interior Maikel Martiacutenez Pupo
Realizacioacuten de ilustraciones Yuleidis Fernaacutendez Lago
Composicioacuten digitalizada Madeline Martiacute del Sol
copy Arnaldo Gonzaacutelez Arias 2018
copy Sobre la presente edicioacuten
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica 2018
ISBN 978-959-05-1104-2
INSTITUTO CUBANO DEL LIBRO
Editorial Cientiacutefico-Teacutecnica
Calle 14 no 4104 e41 y 43 Playa La Habana Cuba
editorialmilcubartecubcu
ediciones caribe
UEB Graacutefica Haydeeacute Santamariacutea
3000 ejemplares
Febrero - 2019
Agradecimientos
El autor desea expresar su reconocimiento a los siguientes profeso-
res que amablemente consintieron en revisar y criticar el manuscri-
to original contribuyendo en gran medida a enriquecer su conteni-
do
Joseacute A Fernaacutendez Sacasas MsC Especialista de II grado de Me-
dicina Interna Profesor Titular y Profesor Consultante de la Uni-
versidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Alberto Juan Dorta Contreras Dr en Ciencias Profesor e Investi-
gador Titular Laboratorio Central de Liacutequido Cefalorraquiacutedeo
(LABCEL) Universidad de Ciencias Meacutedicas de La Habana
Manuel de Jesuacutes Antoacuten Lolo Fiacutesico Investigador y Profesor Con-
sultante del Instituto de Ciencias Baacutesicas y Precliacutenicas ldquoVictoria de
Giroacutenrdquo Universidad Meacutedica de La Habana
Joseacute Ignacio Iacutentildeiguez de la Torre y Bayo MS y PhD Catedraacutetico de
Electromagnetismo de la Universidad de Salamanca Director del
Programa de Becas Predoctorales de Formacioacuten de Personal Inves-
tigador (FPI) del Ministerio de Ciencia y Tecnologiacutea Presidente
del Comiteacute de Expertos Externos del Programa de Evaluacioacuten de
Calidad en las universidades de Cantabria Sevilla y Caacutediz
Un agradecimiento especial a la Dra Nuvia Peacuterez Cruz especialis-
ta de 2do grado en Farmacologiacutea Cliacutenica de la Universidad Meacutedica
de La Habana Facultad Dr Salvador Allende por su inesperada ndash
aunque no menos valiosandash contribucioacuten
V
IacuteNDICE
Agradecimientos V
Introduccioacuten 1
Ciencia y falsa ciencia 3
Leyes y teoriacuteas 4
Algo para recordar 7
Capiacutetulo 1 Magnetismo lsquomisteriosorsquo 7
Engantildeo de las pulseras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Asesino invisible
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento
Magnetosfera y el viento solar
Magnetismo planetario y solar
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Capiacutetulo 2 Campo magneacutetico 33
Magnetismo microscoacutepico
Diamagnetismo
Paramagnetismo
Magnetismo macroscoacutepico
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Ferromagnetismo
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Temperatura de Curie
Magnetismo en los organismos vivos
Otros ejemplos
Magnetizacioacuten teacutecnica
Grabacioacuten magneacutetica
Apeacutendice
Capiacutetulo 3 Corriente eleacutectrica 59
Carga eleacutectrica
Campo eleacutectrico
Conductor y dieleacutectrico
Interaccioacuten con un campo externo
Sustancias polares y no polares
Liacutequido y gas polares
Solvatacioacuten
Soacutelido polar
Sustancias no polares
Corriente continua y fuerza electromotriz
Pila y bateriacutea
Generador electrostaacutetico
Celda solar
Termoelectricidad
Piezoelectricidad
Circuitos de corriente continua
Superconductividad
Corriente alterna
Capiacutetulo 4 Interacciones electromagneacuteticas y ondas de radio 79
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Dinamo
Transformador e inductor
Radiacioacuten electromagneacutetica
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
Espectro electromagneacutetico
Transmisioacuten de sentildeales
Transmisioacuten de potencia Hornos de microondas
Cocinas de induccioacuten
Estimacioacuten de distancias radar
Deteccioacuten de metales
Radar de penetracioacuten terrestre
Capiacutetulo 5 Radiacioacuten de maacutes alta frecuencia 104
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Radiacioacuten y organismos vivos
Radiacioacuten infrarroja y visible
Fotosiacutentesis
Laacuteser
Radiacioacuten ultravioleta
Rayos X
VIII
Rayos X en la medicina
Radiografiacutea computarizada (RC)
Radiografiacutea digital (RD)
Rayos gamma
Capiacutetulo 6 Otras aplicaciones del magnetismo 124
Diagnoacutestico meacutedico
Magnetoencefalograma
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica
Levitacioacuten magneacutetica
Tratamiento magneacutetico del agua
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
Acelerador de partiacuteculas
Cuando el magnetismo es indeseable
Mina magneacutetica
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Conflictos beacutelicos
Anomaliacuteas magneacuteticas
Capiacutetulo 7 Terapias magneacuteticas reales e ilusorias 150
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
Campos magneacuteticos estaacuteticos magnetoterapia
Franz Anton Mesmer
Tractores de Perkins
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos
El campo magnetostaacutetico es conservativo
Campos electromagneacuteticos
Microondas (300 MHz-3GHz)
Radiacioacuten de baja frecuencia
Breve historia de las terapias electromagneacuteticas
Reportes negativos
Nanomagnetismo y medicina
Separacioacuten magneacutetica
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
iquestTratamientos magneacuteticos contra el dolor
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial
En la comunidad
En la vivienda
Puesto de trabajo
Efecto bioloacutegico
Investigacioacuten cliacutenica
IX
Teleacutefono celular y caacutencer
Normas de seguridad
Capiacutetulo 8 Placebos y pseudociencia 180
Efecto placebo
Cienciahellip y lo que no lo es
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
iquestQueacute es la pseudociencia
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Bibliografiacutea 199
X
INTRODUCCIOacuteN
Hace 15 antildeos presentamos en Salamanca un pequentildeo libro de divulga-
cioacuten cientiacutefica titulado Queacute es el magnetismo que vio la luz gracias al
apoyo en la revisioacuten de las pruebas de impresioacuten de los profesores
Ana Garciacutea Flores y Joseacute Ignacio Intildeiguez de la Torre y Bayo del de-
partamento de Fiacutesica Aplicada de esa universidad espantildeola De allaacute
hasta acaacute han surgido muchas novedades en el campo del magnetismo
En esta nueva edicioacuten aparte de que se subsanan algunas omisiones
se presenta un enfoque diferente y un contenido mucho maacutes actualiza-
do aunque respetando en todo momento el perfil de libro de divulga-
cioacuten
iquestHacia doacutende apunta el norte de la bruacutejula al norte o al sur
iquestQueacute hay de comuacuten entre un radar un horno de microondas y un
teleacutefono celular
iquestCoacutemo funciona una cocina de induccioacuten
iquestExisten verdaderamente las tormentas magneacuteticas iquestY el viento
solar
iquestDe queacute se compone la luz iquestY las ondas de radio
iquestCoacutemo se mide el campo magneacutetico del sol y los planetas
iquestEl agua se magnetiza iquestY los combustibles
iquestPara queacute sirve la Tomografiacutea de Emisioacuten de Positrones
iquestCoacutemo funcionan los trenes magneacuteticos
iquestSe puede aliviar el dolor utilizando un imaacuten
iquestDantildea la salud vivir cerca de una liacutenea de alta tensioacuten
iquestEs posible medir los biocampos generados por las personas
iquestSe orientan los animales mediante el campo magneacutetico terrestre
iquestQueacute es la pseudociencia magneacutetica
1
El libro pretende dar respuesta a estas y muchas otras preguntas
todas relacionadas de una u otra manera con el magnetismo o el elec-
tromagnetismo
Nuestro trabajo durante muchos antildeos en la Universidad de La Ha-
bana como profesor e investigador en el campo de los materiales
magneacuteticos nos permitioacute constatar que desde siempre ha existido un
gran intereacutes hacia fenoacutemenos magneacuteticos que pudieacuteramos llamar lsquono
convencionalesrsquo Este intereacutes auacuten se mantiene y se extiende desde la
buacutesqueda de posibles aplicaciones en la industria hasta el ensayo de
diversas terapias electromagneacuteticas No obstante tambieacuten hemos
comprobado que no siempre se dispone de la informacioacuten adecuada
sobre estos temas y que cuando de magnetismo o electromagnetismo
se habla a menudo afloran serias confusiones en cuanto a separar lo
real de lo ficticio
A veces se trata de copiar lo que no se comprende bien sin llevar a
cabo investigaciones o ensayos previos que permitan conocer la efec-
tividad real del dispositivo propuesto los paraacutemetros que se deben
controlar o el reacutegimen de operacioacuten recomendable Lo anterior se
agrava por el hecho de que es faacutecil encontrar materiales impresos en
revistas y perioacutedicos o en la World Wide Web cuya objetividad cien-
tiacutefica deja mucho que desear Puede que estas informaciones sean
divulgadas tanto por personas quizaacutes ingenuas entusiastas de los tra-
tamientos magneacuteticos (pero tan ignorantes en la materia que confun-
den faacutecilmente propiedades magneacuteticas con propiedades eleacutectricas)
como por fabricantes y comerciantes inescrupulosos maacutes interesados
en vender su producto que en presentar al posible comprador una in-
formacioacuten veraz Algunos de estos reclamos han resultado ser timos
comprobados sancionados por los tribunales
Estas son las razones fundamentales por las que decidimos recopi-
lar una informacioacuten miacutenima sobre las particularidades esenciales de
los campos magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos asiacute como algunas de
sus aplicaciones presentes y futuras maacutes importantes Pensamos que el
lector sin formacioacuten cientiacutefica pero interesado en estos temas podraacute
asiacute valorar con mayor efectividad cualquier proposicioacuten magneacutetica
que se le presente De aquiacute que se ha tratado de utilizar un lenguaje
simple y dentro de lo posible sin tecnicismos y con la cantidad miacute-
nima de foacutermulas y ecuaciones pero a la vez en todo momento se ha
mantenido la rigurosidad cientiacutefica del contenido
Ciencia y falsa ciencia
El libro tambieacuten tiene la pretensioacuten de ayudar al lector a distinguir
entre lo que es ciencia y lo que no lo es tanto dentro de los temas
magneacuteticos como fuera de ellos
En las uacuteltimas deacutecadas se ha generalizado el uso del teacutermino pseu-
dociencia para designar un conjunto de teoriacuteas leyes descripciones y
procedimientos que pretenden ser cientiacuteficos pero que en realidad no
lo son Seguacuten Carl Sagan (1934-1996) astroacutenomo y divulgador cien-
tiacutefico ldquohellipcada campo de la ciencia tiene su propio complemento de
pseudociencia Los geofiacutesicos tienen que enfrentarse a Tierras planas
Tierras huecas Tierras con ejes que se balancean desordenadamente
continentes en raacutepido ascenso y hundimiento y profetas del terremoto
Los botaacutenicos tienen plantas cuyas apasionantes vidas emocionales se
pueden seguir con detectores de mentiras los antropoacutelogos tienen
hombres-mono supervivientes los zooacutelogos dinosaurios vivos y los
bioacutelogos evolutivos tienen a los literalistas biacuteblicos pisaacutendoles los
talones Los arqueoacutelogos tienen antiguos astronautas runas falsifica-
das y estatuas espurias Los fiacutesicos tienen maacutequinas de movimiento
perpetuo un ejeacutercito de aficionados a refutar la relatividad y quizaacute la
fusioacuten friacutea Los quiacutemicos todaviacutea tienen la alquimia Los psicoacutelogos
tienen mucho de psicoanaacutelisis y casi toda la parapsicologiacutea Los eco-
nomistas tienen las previsiones econoacutemicas a largo plazo Los meteo-
roacutelogos hasta ahora tienen previsiones del tiempo de largo alcancehellip
La astronomiacutea tiene como pseudociencia equivalente principal la as-
trologiacutea disciplina de la que surgioacute A veces las pseudociencias se
entrecruzan y aumenta la confusioacuten como en las buacutesquedas telepaacuteti-
cas de tesoros enterrados en la Atlaacutentida o en las previsiones econoacute-
micas astroloacutegicasrdquo (Sagan 2000)
Se podriacutea pensar que una educacioacuten teacutecnica o universitaria es una
salvaguarda contra la pseudociencia nada maacutes lejos de la realidad La
esencia del problema no estaacute en la cantidad de conocimientos que
alguien pueda acumular sino en la forma que se incorporan se anali-
zan y se usan estos conocimientos El desconocimiento sobre ciencias
que no son afines a la especialidad de la persona en cuestioacuten tambieacuten
puede favorecer la confusioacuten Cuando se desconoce la esencia del
meacutetodo cientiacutefico (que se expone en el capiacutetulo 8) resulta muy difiacutecil
por no decir imposible separar la ciencia de la pseudociencia
La ciencia y la pseudociencia se caracterizan respectivamente por
el escepticismo y la credulidad Mientras no encuentre una explica-
cioacuten satisfactoria a la manifestacioacuten de un proceso o evento determi-
nado con resultados verificables en cualquier momento y lugar la
ciencia no estaraacute satisfecha
La pseudociencia estaacute saturada de credulidad No exige demostra-
ciones y se contenta con conceptos y explicaciones vagas Presenta
sus resultados terminados de una vez y para siempre y de una forma
que no admite verificacioacuten
Cuando la pseudociencia tiene que ver con la medicina puede lle-
gar a ser peligrosa a veces por promover falsos diagnoacutesticos otras por
aplicar remedios no adecuados El posible dantildeo al paciente casi siem-
pre no proviene de la aplicacioacuten del tratamiento pseudocientiacutefico
(aunque en ocasiones el tratamiento en siacute pudiera ser perjudicial) sino
porque su aplicacioacuten impide que el paciente se someta al tratamiento
meacutedico convencional que eventualmente mejorariacutea su salud Con re-
gularidad aparecen en la prensa internacional casos que ilustran lo
anterior que a veces incluso llegan a los tribunales al aplicarse a las
personas terapias y medicamentos que no han sido validados por los
correspondientes ensayos cliacutenicos
Leyes y teoriacuteas Durante la revisioacuten del original un colega me llamoacute la atencioacuten que
en las Ciencias Sociales muchas veces se antepone la ley a la teoriacutea (y
en este libro se ha considerado lo contrario) Bajo ese punto de vista
se considera que la teoriacutea resume un conjunto de leyes y resulta ser
algo maacutes bien acabado terminado Aquiacute se considera una acepcioacuten
diferente comuacuten en las ciencias naturales que a nuestro entender no
entra necesariamente en contradiccioacuten con el punto de vista anterior
pues maacutes bien representa un nivel diferente de gradacioacuten Existen
teoriacuteashellip y teoriacuteas Y tambieacuten algo de tergiversacioacuten semaacutentica cuan-
do se les llama teoriacuteas a lo que no son maacutes que hipoacutetesis ie suposi-
ciones no contrastadas con la realidad
En las ciencias fiacutesicas y otras ciencias naturales muchas veces la
teoriacutea no se refiere a algo terminado sino al nivel primario de investi-
gacioacuten Es un meacutetodo de trabajo una herramienta que complementa al
experimento Es la forma en que se logra explicar cualitativa y cuanti-
tativamente un resultado experimental lo que permite disentildear nuevos
experimentos y predecir de antemano lo que posiblemente ocurriraacute Si
la prediccioacuten es correcta el conocimiento se ampliacutea y la teoriacutea se re-
fuerza Sirva de ejemplo la infinidad de artiacuteculos teoacutericos que se pu-
blican diacutea tras diacutea en las revistas cientiacuteficas especializadas donde no
se reportan resultados experimentales sino solo su posible interpreta-
cioacuten teoacuterica proponiendo relaciones o leyes particulares para esclare-
cer el por queacute el resultado de un determinado experimento
Usualmente las teoriacuteas cambian y se mejoran continuamente acer-
caacutendose soacutelo paso a paso a la realidad Cuando se alcanza una armoniacutea
total entre la teoriacutea y la praacutectica se llega a la ley como resumen final
de esa continua interaccioacuten Cuando eso ocurre las teoriacuteas pierden lo
que les quedaba de hipoacutetesis para convertirse en certezas porque ya
no se basan en la suposicioacuten o especulacioacuten sino en la praacutectica en la
interaccioacuten con la realidad en deducciones e inducciones rigurosas y
en una amplia evidencia experimental Y desde luego muchas hipoacute-
tesis se desechan cuando se comprueba que son ajenas a la realidad
que pretenden describir
Y coincidiendo con la interpretacioacuten mencionada maacutes arriba lo
que una vez fue teoriacutea y pasoacute a ser ley puede sin dudas llegar a for-
mar parte de una teoriacutea maacutes general que incluya varias leyes sin que
haya contradiccioacuten alguna pues en el universo cientiacutefico todo es per-
fectible
iquestY las respuestas a las preguntas que aparecen al inicio de esta in-
troduccioacuten Esperamos que el lector las encuentre en las paacuteginas si-
guientes
5
CAPIacuteTULO 1
MAGNETISMO lsquoMISTERIOSOrsquo
El progreso lejos de consistir en el cambio descansa en la retentiva
Cuando el cambio es absoluto no queda ente alguno al que mejorar y no
se establece direccioacuten para una posible mejora y cuando la experiencia
no se conserva como entre los salvajes la infancia es perpetua
Quienes no pueden recordar el pasado estaacuten condenados a repetirlo
En la primera etapa de la vida la mente es friacutevola y se distrae con facili-
dad no consigue el progreso por falta de constancia y consecuencia Asiacute
son los nintildeos y los baacuterbaros su instinto no ha aprendido nada de la expe-
rienciarsquo
JORGE AGUSTIacuteN NICOLAacuteS RUIZ DE SANTAYANA Y BORRAacuteS (1863-1952)
Poeta y filoacutesofo espantildeol-norteamericano
Algo para recordar
En alguna ocasioacuten a todos nos ha llamado la atencioacuten la propiedad que
poseen los imanes de interactuar a distancia de repelerse o atraerse
entre siacute o de atraer objetos que no son imanes como clavos o hebillas
sin tocarlos directamente Auacuten maacutes en determinada posicioacuten los ima-
nes son reacios a unirse en otra no quieren separarse
Esta misteriosa accioacuten a distancia sin contacto directo que tanto
atrae como repele resulta auacuten maacutes equiacutevoca por cuanto algunos obje-
tos son atraiacutedos por el imaacuten y otros muy parecidos no Cuando un
imaacuten atrae un objeto se puede interponer una laacutemina de cartoacuten o ma-
dera entre el imaacuten y el objeto iexcly lo seguiraacute atrayendo Y para acrecen-
tar auacuten maacutes el misterio cuando algunos objetos se frotan repetidamen-
te con un imaacutenhellip iexcltambieacuten se vuelven magneacuteticos Como si alguna
especie de espiacuteritu o presencia inmaterial contenida en el imaacuten fuera
capaz de transferirse al otro objeto Por cierto si alguna vez necesita
insertar un tornillo en una posicioacuten incoacutemoda pruebe a frotar suave-
mente el destornillador con un imaacuten desde el mango hacia la punta -o
al reveacutes- pero siempre en el mismo sentido Una vez hecho esto si el
tornillo tiene hierro en su composicioacuten quedaraacute adherido a su extre-
mo facilitando la insercioacuten en el sitio deseado
No es posible hacer un compendio de los fenoacutemenos magneacuteticos
maacutes habituales sin mencionar las supuestamente maacutegicas propiedades
de los imanes Han sido invocadas por iluminados falsos expertos y
curanderos de todo tipo para intentar curar o sanar a la gente mediante
pases o influencias magneacuteticas atribuyendo al magnetismo propieda-
des que de ninguna manera posee Tal comportamiento ante lo desco-
nocido parece ser innato a la naturaleza humana Hace 2 500 antildeos
Cleoacutebulo de Lindos uno de los siete sabios de la Antigua Grecia
afirmaba ldquohellipnada hay tan comuacuten en el mundo como la ignorancia y
los charlatanesrdquo
Tales praacutecticas quizaacutes pudieran tener alguna excusa en eacutepocas re-
motas cuando no se teniacutea la menor idea del origen de las propiedades
magneacuteticas Actualmente no tienen otra explicacioacuten que la irresponsa-
bilidad de quienes intentan aplicarlas sin informarse previamente
negando el pasado y el avance de los conocimientos cientiacuteficos por
todos los medios a su alcance
Ejemplos concretos abundan en la historia Cada vez que aparece
una teacutecnica novedosa y poco conocida o un nuevo fenoacutemeno fiacutesico
quiacutemico o bioloacutegico es casi una regla que al poco tiempo aparezcan
terapeutas que afirman poder curar una u otra dolencia aplicando la
nueva teacutecnica Pero las afirmaciones nunca van acompantildeadas por los
correspondientes estudios o ensayos cliacutenicos que corroboren la efecti-
vidad de la propuesta simplemente se enuncia una suposicioacuten como si
fuera una realidad lo que muchas veces resulta suficiente para que los
incautos caigan en las redes del iluminado de turno
Los ejemplos incluyen los intentos de aplicar imanes para curar di-
versas dolencias desde los tiempos antiguos o la de utilizar la recieacuten
surgida electricidad a principios del siglo pasado con los mismos fi-
nes Ejemplos maacutes recientes incluyen el novedoso neutrino (no tan
novedoso como poco conocido) para intentar justificar las absurdas
curaciones a distancia o las fotos Kirlian para probar la existencia de
la tergiversada bioenergiacutea supuestamente asociada solo a lo vivo y
capaz de regular los estados de salud o de aacutenimo de las personas
Se intenta asiacute explicar lo ilusorio con algo falseado que no es del
dominio puacuteblico o que auacuten no se conoce bien sin aportar evidencias
concretas de lo que se afirma Paradigma de lo absurdo aunque por
increiacuteble que parezca muchas veces funciona en determinados ciacutercu-
los incluso autodenominados cientiacuteficos sin serlo
Engantildeo de las pulseras En febrero de 2010 se publicoacute en el Diario Sur un informe sobre la
venta en Espantildea de las pulseras holograacuteficas lsquoPower Balancersquo
(httpwwwdiariosures20100210mas-actualidadsociedadnegocio-
redondo-201002100844html) (Figura 11)
Figura 11 Pulsera Power Balance y ampliacioacuten
del holograma (Tomado de
httpwwwdiariosures)
Seguacuten el artiacuteculo ldquohelliplas pulseras se agotan nada maacutes llegar a las
tiendas y el nuacutemero de reservas excede con creces las unidades que
salen al mercado Aunque la importadora es reacia a facilitar datos
sobre sus ventas en Espantildea un cruce de cifras permite aventurar que
estariacutean en torno a las 100 000 unidades diarias Un negocio redondo
si se tiene en cuenta que cada brazalete vale 35 eurosrdquo Es decir una
sola pulsera cuesta maacutes que el ingreso mensual promedio de cualquier
necesitado en un paiacutes pobre El precio de costo de los materiales con
que se confecciona la pulsera es de 1 euro aproximadamente
El negocio era tan fructiacutefero que enseguida surgieron muchos
competidores para tratar de coger su parte del pastel Las marcas de
pulseras se multiplicaron EFX Equilibrium Ion Balance Powerplus
Power equilibrium Trion-Z Energy balance Harmony zen 9
iquestY cuaacutel es el supuesto beneficio que brindan estas pulseras
Josh Rodarmel de Orange County California quien junto a su
hermano Troy las introdujo en el mercado en 2007 habiacutea declarado
con anterioridad haber implantado en hologramas frecuencias que
reaccionan positivamente al campo magneacutetico del cuerpo afirmando
que todo tiene una frecuencia al igual que los moacuteviles el wifi las
ondas de radio y cosas por el estilo y que todas reaccionan entre siacute
Seguacuten Rodarmel hay frecuencias que reaccionan negativamente con
el cuerpo pero otras lo hacen positivamente eacutel y su hermano habiacutean
descubierto coacutemo meterlas en un holograma que en contacto con el
cuerpo proporciona equilibrio fuerza y flexibilidad
En realidad la tal pulsera no es maacutes que un aro de goma que incor-
pora dos hologramas como los que pueden aparecer en cualquier tarje-
ta de creacutedito o en algunos sellos El modelo que maacutes eacutexito tiene estaacute
hecho con silicona aunque tambieacuten hay otro de neopreno Antildeade la
publicidad que Power Balance no contiene ninguna fuente de energiacutea
por siacute sola sino que son ldquolas energiacuteas bio-eleacutectricas de cada uno las
que cargan el holograma quantum sintonizando con el biocampo y
armonizando con tu chi interiorrdquo
En otro sitio se expresa que Power Balance es una frecuencia en siacute
almacenada en un medio (el holograma) que restaura el equilibrio
electromagneacutetico del cuerpo aislando a cada ceacutelula viva de los factores
externos que le impiden funcionar al 100 de sus capacidades
Lo anterior no es maacutes que palabreriacutea sin sentido donde se combi-
nan palabras de significado real como frecuencia sintoniacutea y hologra-
ma con otras inventadas de contenido semirreligioso o esoteacuterico como
chi o tergiversadas o ficticias como biocampo Obviamente se sigue
un patroacuten similar al de otros timos del mismo corte se tergiversan
palabras conocidas por el gran puacuteblico cuyo verdadero significado es
manejado solo por los especialistas
Todos saben lo que es sintonizar la radio pero solo los entendidos
saben que al sintonizar se estaacute haciendo resonar un circuito del equipo
con una sentildeal electromagneacutetica especiacutefica de las muchas que llegan
provenientes de diferentes emisoras
iquestQueacute seraacute una lsquofrecuencia en siacutersquo
Una frecuencia es el nuacutemero de veces que cualquier fenoacutemeno se
repite por segundo u otra unidad de tiempo (rotaciones oscilaciones
latidos etc) Es un nuacutemero que representa un concepto no un objeto
tangible Cuando los promotores hablan de almacenar frecuencias
estaacuten hablando de almacenar un concepto abstracto no de almacenar
un objeto A pesar de tener un valor numeacuterico una frecuencia no se
puede almacenar como tampoco se puede almacenar el tiempo para
despueacutes gastarlo cuando sea conveniente es un engantildeo total Sin con-
tar el hecho de que los hologramas no se cargan como si fueran pilas
reversibles
El Instituto Nacional del Consumo de Espantildea adscrito al Ministe-
rio de Sanidad respondioacute satisfactoriamente ante las alertas de los
periodistas y asociaciones de consumidores enviando el 28 de mayo
de 2010 una circular a las comunidades alertando sobre un posible
fraude con las pulseras ldquoLas pretendidas propiedades terapeacuteuticas o
potenciadoras que los fabricantes y comercializadores atribuyen a
determinadas pulseras incumplen lo establecido en la normativa que
regula la publicidad y promocioacuten comercial de los productos El Real
Decreto 190796 prohiacutebe cualquier clase de publicidad o promocioacuten
directa o indirecta masiva o individualizada de productos materiales
sustancias energiacuteas o meacutetodos con pretendida finalidad sanitaria
cuando sugieran o indiquen que su uso o consumo potencian el rendi-
miento fiacutesico psiacutequico deportivo o sexualrdquo Finalmente el 18 de
octubre de 2010 la Junta de Andaluciacutea impuso una multa de 15 000
euros calificada de irrisoria por algunos a la Power Balance en Espa-
ntildea por lsquofalta grave de publicidad engantildeosarsquo sancioacuten tipificada en el
art 35 b 1ordm de la Ley General de Sanidad
En enero de 2011 un grupo de consumidores norteamericanos dis-
gustados con la obvia estafa a que habiacutean sido expuestos presentaron
una demanda en los tribunales contra los hermanos Rodarmel Eacutestos
se vieron forzados a hacer una declaracioacuten afirmando que no existiacutea
evidencia cientiacutefica para sus afirmaciones y llegar a un acuerdo con
los demandantes por el monto de 57 millones de doacutelares
La realidad es que estos emprendedores fabricantes-timadores no
hicieron maacutes que modernizar con hologramas la vieja supercheriacutea de
la magnetoterapia y los ilusoriamente beneacuteficos campos magneacuteticos y
electromagneacuteticos Ya en 2006 un juez de Estados Unidos habiacutea con-
denado al distribuidor de una pulsera magneacutetica similar a rembolsar a
100 000 compradores el dinero gastado a causa de la publicidad enga-
ntildeosa Entre otros beneficios las pulseras presumiacutean de controlar la 11
hipertensioacuten El precio de cada una podiacutea llegar a los 250 euros Entre
2000 y 2003 los vendedores lograron recaudar unos 18 millones de
euros
Durante la vista puacuteblica el juez Morton Denlow citoacute un estudio de
la Cliacutenica Mayo que atribuiacutea la eficacia referida por algunos usuarios
al efecto placebo (fenoacutemeno de sugestioacuten bien conocido que hace que
los siacutentomas declarados por el enfermo puedan mejorar con un falso
tratamiento) El magistrado argumentoacute que las supuestas propiedades
de la pulsera un aro de metal terminado en dos pequentildeas esferas eran
ldquohellip maacutes ficcioacuten que cienciardquo (Figura12)
Figura 12 Pulsera magneacutetica Tomado de
wwwelmundoes suplemento 1692006 nuacutemero 676
La versioacuten opuesta del efecto placebo el nocebo tambieacuten existe
Consiste en el empeoramiento de los siacutentomas o signos de una enfer-
medad por la expectativa del paciente de sentir efectos dantildeinos 12
dolorosos o desagradables ante una falsa medida terapeacuteutica El tema
se trata con mayor detalle en el capiacutetulo 8
Vale la pena hacer notar que los timadores cuestan muy caro Fue
necesario un proceso judicial que duroacute tres antildeos sumado a una inves-
tigacioacuten de la Cliacutenica Mayo para poder desinflar el enorme globo
generado por la pequentildea empresa espantildeola Bio-Ray con sus pulseras
magneacuteticas Y a pesar de todo es muy posible que a la larga los em-
presarios hayan sacado en la jugada ganancias de unos cuantos cientos
de miles (o millones) de euros
En el uacuteltimo capiacutetulo se muestran otros ejemplos del uso desatina-
do de los imanes y la radiacioacuten electromagneacutetica Es de notar que en
algunos ciacuterculos se ha extendido confusa e incorrectamente el teacutermino
magnetoterapia para designar lo que debiera llamarse electromagneto-
terapia pues se aplica radiacioacuten electromagneacutetica y no campos mag-
neacuteticos estaacuteticos
En la radiacioacuten electromagneacutetica estaacuten presentes de forma insepa-
rable ambos tipos de campo el eleacutectrico y el magneacutetico interaccio-
nando continuamente entre siacute De aquiacute que la ilusoria magnetoterapia
se refiera (o debiera referirse) uacutenica y exclusivamente al uso de cam-
pos magneacuteticos estaacuteticos como el de los imanes permanentes sin
componente de campo eleacutectrico Los modernos magnetoterapeutas ni
siquiera estaacuten al tanto de esta realidad elemental y aplican el teacutermino
magnetoterapia indistinta y confusamente a uno u otro caso
Asesino invisible El caso de las pulseras magneacuteticas puede haber dantildeado el bolsillo de
muchos aunque se reconoce que difiacutecilmente pueda haber dantildeado su
salud puesto que no causan efecto alguno a no ser que actuacuteen por
sugestioacuten como placebo El efecto placebo puede sedar pero no cura
por lo que el posible dantildeo causado de forma indirecta siempre estaraacute
presente ya que el paciente puede dejar de utilizar los medicamentos
adecuados confiando en la eficiencia del falso remedio Es este quizaacutes
el mayor peligro que ofrecen en el presente las terapias magneacuteticas
espurias desviar la atencioacuten del paciente de la medicacioacuten adecuada
(que a la larga pudiera ser fatal en algunos casos)
13
No estamos exagerando ya ha ocurrido en el pasado que la aplica-
cioacuten innovadora e indiscriminada de nuevos descubrimientos ha traiacutedo
por consecuencia graves dantildeos a las personas e incluso la muerte Un
ejemplo muy instructivo aunque no el terreno de los imanes sino en el
de la radiacioacuten electromagneacutetica es el de la aplicacioacuten incontrolada de
los rayos X en sus comienzos
Al poco tiempo de aparecer los primeros equipos para hacer radio-
grafiacuteas surgieron en Estados Unidos salones de belleza que usaban los
rayos X para depilar los vellos en diversas partes del cuerpo princi-
palmente de mujeres joacutevenes El tratamiento era promocionado entre
otros por el meacutedico Albert C Geyser quien se presentaba con los
siguientes atributos seguacuten el original en idioma ingleacutes ldquoMedical Di-
rector of the Tricho System Formerly Professor of Physiological
Therapy and Chief of Clinic at Fordham University Lecturer and
Chief of Electro and Roentgenray Clinic at Cornell College Lecturer
and Chief of the Electro and Radio Therapy Clinic at the New York
Polyclinic etcrdquo En fin como para creer a pie juntillas todo lo que eacutel
afirmara
En 1925 existiacutean en Estados Unidos alrededor de 75 maacutequinas Tri-
cho disentildeadas para eliminar los molestos e indeseables vellos en las
mejillas y el labio superior de sentildeoras y sentildeoritas (y quizaacutes de alguacuten
que otro insatisfecho caballero figura 13) Sin embargo al cabo de
unos pocos antildeos se comproboacute que una gran dosis uacutenica de radiacioacuten o
muchas dosis pequentildeas repetidas en largos periacuteodos podiacutean dantildear
seriamente los tejidos sin que el dantildeo se notara de inmediato causan-
do lesiones que saliacutean a la luz meses o antildeos despueacutes Las lesiones se
manifestaban como cambios en la pigmentacioacuten queratosis uacutelceras y
la aparicioacuten de carcinomas que conduciacutean a la muerte
En 1930 el doctor Henry H Hazen publicoacute un artiacuteculo titulado
ldquoDantildeos como Resultado de la Irradiacioacuten en los Salones de Bellezardquo
(American Journal of Roentgenology and Radium Therapy Vol23
No4 409-412 1930) donde aparece escrito lo siguiente ldquoHace alre-
dedor de 5 antildeos cierto nuacutemero de salones de belleza en varias ciuda-
des instalaron maacutequinas Roentgen con el propoacutesito de tratar el vello
superficialhellip (tambieacuten) se aplicaron tratamientos para otras condicio-
neshellip En mi lista hay una paciente que alegaba haber sido tratada por
acneacute y otra por pecasrdquo 14
Figura13 ldquoEl sistema Tricho para eliminar el vello
facial mediante los rayos-X Paciente recibiendo tra-
tamiento en la mejilla Ni dolor ni sensacioacuten de al-
guacuten tipo El meacutetodo infalible usado exitosamente
por 16 antildeos por el Dr Albert C Geyser finado pro-
fesor de Terapeacuteutica Eleacutectrica en la Universidad de
Cornell y refrendado por muchos meacutedicos destaca-
dos No agujas no cera no reactivos Indoloro e
inocuo Garantizado que es permanenterdquo
En su gran mayoriacutea eran mujeres con edades entre 18 y 30 antildeos
Maacutes adelante resume el doctor Hazen
ldquoEn varios congresos han aparecido muchos reportes de dantildeos a la
piel causados por los tratamientos de rayos Roentgen en los salones de
bellezahellip En esta serie de 10 casos no menos de 7 mujeres han recibi-
do serios dantildeoshellip Es de notar que en cada caso aparecioacute una irritacioacuten
a partir de la tercera o cuarta sesioacuten y que no obstante se continuoacute la
aplicacioacuten de los tratamientos No podemos dejar de maravillarnos de
la estupidez de los operadores y de la persistencia e ignorancia de las
viacutectimas Cualquier medida para proteger de su propia tonteriacutea a las
mujeres que buscan mejorar su apariencia es recomendable Es asom-
broso que en muchas comunidades las actas de praacutectica meacutedica inclu-
yan solamente la prescripcioacuten de medicamentos y permitan a cual-
quier fisioterapeuta aplicar sus praacutecticas sin permiso o interferencia
con un total desprecio por los peligros potenciales de su procederrdquo
Lo que resulta auacuten maacutes sorprendente es que situaciones similares
se produzcan en la actualidad no con los rayos X sino otros procedi-
mientos que prometen un maacuteximo de beneficios con un miacutenimo de
incomodidad pero que no curan nada y a la larga pudieran resultar
dantildeinos para el paciente La situacioacuten es mucho peor cuando los prac-
ticantes se ven estimulados por la indiferencia la tolerancia y a veces
el apoyo oficial sumado a criterios de autoridad para intentar acallar
las criacuteticas Una vez introducidos los supuestos tratamientos o tera-
pias son muy difiacuteciles de erradicar A pesar de que el procedimiento
de Tricho podiacutea llegar a causar la muerte reportes de viacutectimas dantildea-
das aparecieron en las revistas meacutedicas hasta unos 15 antildeos despueacutes
bien entrada la deacutecada de los cuarenta
Magnetismo terrestre y campo magneacutetico iquestQueacute es a fin de cuentas el magnetismo iquestY un campo magnetostaacuteti-
co iquestY la radiacioacuten electromagneacutetica No es posible contestar estas
preguntas en pocas palabras
Ante todo es necesario insistir y dejar bien establecido que una co-
sa son los campos magnetostaacuteticos propios de los imanes permanen-
tes que no variacutean con el tiempo y otra muy diferente la radiacioacuten
electromagneacutetica Sus propiedades difieren enormemente De aquiacute que
en este primer capiacutetulo se comience por los campos magnetostaacuteticos
describiendo el magnetismo mineral el campo magneacutetico terrestre
sus principales propiedades y su relacioacuten con el Sol y otros planetas
Magnetita
Las propiedades magneacuteticas del oacutexido de hierro se conocen desde los
tiempos antiguos La magnetita o piedra imaacuten un oacutexido natural de
foacutermula quiacutemica Fe3O4 tiene la propiedad de atraer los objetos elabo-
rados con hierro metaacutelico o sus aleaciones fenoacutemeno que ya le era
familiar a los antiguos egipcios griegos y romanos No es el uacutenico
oacutexido de hierro que existe pero la hematita -Fe2O3 la maghemita -
Fe2O3 y la wuumlstita FeO no poseen propiedades similares a la magneti-
ta 16
Los primeros yacimientos de magnetita de los que se tiene noticia
se encontraban cerca de Magnesia de Tesalia en Grecia junto a me-
nas de oxido y carbonato de magnesio Aparentemente de ahiacute se deri-
voacute el nombre magnetismo del griego μαγνέσ (magneacutes = imaacuten)
Cuando se frota repetidamente un pedazo de hierro alargado con
una piedra imaacuten este adquiere a su vez la capacidad de atraer deacutebil-
mente otros pedazos de hierro se convierte en un imaacuten permanente
Al igual que los trozos del mineral magnetita los imanes producidos
por frotamiento estaacuten polarizados es decir cada uno de ellos tiene dos
regiones o extremos donde las propiedades magneacuteticas se manifiestan
de forma maacutes intensa Las dos regiones se designaron arbitrariamente
como polo norte (o positivo) y polo sur (o negativo) Es faacutecil compro-
bar que los polos de igual signo se repelen y los de signo opuesto se
atraen
Una propiedad del hierro magnetizado es que cuando se le da una
forma alargada o de aguja y se le permite girar libremente (por ejem-
plo suspendido de una cuerda por su centro o flotando en agua sobre
un corcho) la aguja tenderaacute invariablemente a alinearse en la direccioacuten
aproximada norte-sur y de ahiacute los nombres polo norte para el extremo
que se orienta al norte y polo sur para el contrario Existen evidencias
de que los chinos utilizaban estas bruacutejulas rudimentarias para guiarse
en la navegacioacuten desde hace unos mil antildeos El instrumento se comen-
zoacute a utilizar en occidente unos 300 antildeos despueacutes En la figura 14 se
muestra una bruacutejula moderna
Cuando Cristoacutebal Coloacuten cruzoacute el Atlaacutentico en 1492 en busca de las
Indias notoacute que la aguja de su bruacutejula se desviaba ligeramente de la
direccioacuten norte indicada por las estrellas y que la desviacioacuten cambiaba
a medida que se alejaba del continente Pero no fue hasta unos 100
antildeos despueacutes que el meacutedico de la reina Isabel I de Inglaterra William
Gilbert logroacute explicar la desviacioacuten al considerar que la tierra era un
imaacuten gigantesco con sus polos magneacuteticos situados a cierta distancia
de los polos geograacuteficos Estos uacuteltimos son los puntos de la superficie
del planeta por donde pasa su imaginario eje de rotacioacuten El polo norte
o positivo de la bruacutejula siempre apunta al polo magneacutetico norte no al
geograacutefico ademaacutes la posicioacuten de los polos magneacuteticos no es inalte-
rable variacutea con los antildeos La diferencia entre la direccioacuten que indica la
bruacutejula y la del norte geograacutefico o verdadero se llama declinacioacuten
magneacutetica 17
Figura 14 Una aguja o laacutemina magnetizada que puede
girar libremente como la de la bruacutejula siempre apunta
al polo norte magneacutetico
Los imanes son capaces de atraerse o de repelerse y de atraer al
hierro sin que haya contacto directo entre ellos aunque se encuentren
separados a gran distancia La aguja de la bruacutejula gira a causa del
magnetismo terrestre alineaacutendose en la direccioacuten norte-sur a pesar de
que los polos magneacuteticos de la tierra se encuentran a miles de kiloacuteme-
tros Para explicar la existencia de esta interaccioacuten a distancia sin
contacto directo entre los cuerpos los fiacutesicos introdujeron el concepto
de campo magneacutetico
Se considera que cualquier imaacuten tiene asociado un campo magneacuteti-
co que modifica las propiedades del espacio que lo rodea El campo se
extiende en todas las direcciones y es el medio de interaccioacuten con
otros imanes con el hierro y con cualquier otro cuerpo que se conside-
re Se representa mediante una flecha o vector de longitud proporcio-
nal a su valor o intensidad en cada punto (vector intensidad de cam-
po)
Es usual representar la distribucioacuten del campo magneacutetico alrededor
de cualquier objeto mediante liacuteneas imaginarias las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica Se dibujan de forma tal que son paralelas a la direc-
cioacuten del vector intensidad de campo en cada punto En la figura 15 se
representan las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica de nuestro planeta Alliacute
donde aparecen maacutes unidas seraacute mayor la intensidad del campo
Figura 15 El extremo de la aguja imantada que apunta al
norte magneacutetico se denomina polo positivo o norte del
imaacuten y se designa con el signo (+) mientras que el otro es
el polo negativo o sur y se designa con el signo (-)
Como los polos magneacuteticos de igual signo se repelen y los de dife-
rente signo se atraen el polo magneacutetico terrestre situado al norte resul-
ta ser realmente un polo negativo (o sur) magneacutetico aunque se le de-
nomine ldquopolo magneacutetico norterdquo para diferenciarlo del polo geograacutefico
lo que a veces induce a confusioacuten
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En la figura 15 es de notar que las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
solo son paralelas a la superficie de la tierra en las regiones cercanas al
ecuador En cualquier otra locacioacuten estaacuten algo desviadas formando un
cierto aacutengulo con la horizontal (lo que no impide que la bruacutejula siga
apuntando al norte) Es faacutecil comprobar el aacutengulo que forman las liacute-
neas con la horizontal utilizando una bruacutejula Una vez que haya sido
orientada hacia el norte en posicioacuten horizontal basta con girarla frac14 de
vuelta alrededor de la direccioacuten paralela a la aguja de manera que
quede perpendicular a su posicioacuten anterior La aguja giraraacute apuntando
hacia la tierra en el hemisferio norte y hacia el cielo en el hemisferio
sur quedando paralela a la liacutenea de induccioacuten y a la direccioacuten real del
campo en ese punto
El aacutengulo que forman las liacuteneas de induccioacuten con la horizontal en
cada punto de la Tierra es la lsquoinclinacioacutenrsquo del campo magneacutetico en ese
punto
Los polos magneacuteticos se encuentran a una distancia considerable
de los polos geograacuteficos Actualmente el polo norte magneacutetico se en-
cuentra cerca de la isla de Bathurst en el norte de Canadaacute a unos 1
600 km del norte geograacutefico el polo sur magneacutetico se encuentra cerca
de la Tierra Adelia de la Antaacutertica a unos 2 600 km del polo sur geo-
graacutefico Los polos magneacuteticos cambian de posicioacuten con el tiempo
fenoacutemeno conocido como deriva polar y se ha dado el caso de que la
deriva polar se invierta es decir que el desplazamiento de los polos
cambie de sentido o retroceda (Figura 16) La ciencia que estudia los
fenoacutemenos magneacuteticos asociados a la Tierra y su atmoacutesfera se conoce
como Geomagnetismo
A los polos magneacuteticos les gusta el movimiento Ademaacutes de desplazarse a lo largo de la historia geoloacutegica la polaridad
de los polos terrestres tambieacuten se ha invertido perioacutedicamente el norte
magneacutetico se ha convertido en sur y viceversa La razoacuten de estas in-
versiones no es conocida sin embargo han quedado registradas visi-
blemente en las rocas de origen iacutegneo que se van creando tanto en la
superficie de la tierra como en los fondos marinos de nueva forma-
cioacuten
En la deacutecada de 1900-1910 B Brunhes en Francia y M Matuyama
en Japoacuten encontraron que las rocas podiacutean catalogarse en dos grandes
grupos de acuerdo con sus propiedades magneacuteticas El primer grupo
correspondiacutea a las rocas de polaridad normal con su magnetizacioacuten
orientada en la misma direccioacuten y sentido del campo magneacutetico de la
Tierra El segundo estaba constituido por las rocas con polaridad in-
versa con la magnetizacioacuten orientada en sentido contrario a la del
campo terrestre Esta particularidad generoacute muchas interrogantes en su
eacutepoca pues la existencia de dos orientaciones magneacuteticas con sentido
contrario pareciacutea algo totalmente arbitrario e inexplicable Los estu-
dios en diversas locaciones geograacuteficas permitieron conocer con exac-
titud cuaacutel era la orientacioacuten del campo magneacutetico de nuestro planeta
en las diferentes eras geoloacutegicas
Figura 16 Deriva del polo magneacutetico norte durante
los uacuteltimos 200 antildeos Con anterioridad a 1831 estaba
maacutes cercano al polo norte y se desplazoacute hacia el sur
21
Hoy dia se sabe que la roca fundida o magma que fluye de los vol-
canes y hendiduras de la corteza terrestre contiene gases disueltos y
partiacuteculas minerales soacutelidas entre ellas partiacuteculas de magnetita La
magnetita pierde sus propiedades magneacuteticas por encima de los 587 oC pero vuelve a recuperarlas cuando la temperatura disminuye por
debajo de ese valor Cuando el magma se enfriacutea y solidifica las partiacute-
culas de magnetita se magnetizan en la misma direccioacuten que el campo
magneacutetico terrestre y su magnetismo queda ldquocongeladordquo en la posi-
cioacuten original Asiacute quedoacute grabada en la roca la ubicacioacuten del campo
magneacutetico de la tierra en el momento que el magma solidificoacute
Durante la 2da Guerra Mundial (1939-1945) las reservas de petroacute-
leo disminuyeron considerablemente a causa de las acciones beacutelicas
Al terminar la guerra se organizoacute una buacutesqueda intensa en las plata-
formas submarinas para tratar de remediar la escasez de combustible
Las compantildeiacuteas de petroacuteleo construyeron buques con equipos especia-
les de perforacioacuten capaces de cargar toneladas de tuberiacuteas y de perfo-
rar a kiloacutemetros de profundidad Los estudios relacionados con la
oceanologiacutea tambieacuten fueron estimulados por esta situacioacuten y los
oceanoacutelogos comenzaron a estudiar en detalle las caracteriacutesticas mag-
neacuteticas del fondo de los oceacuteanos Uno de los equipos utilizados con
este fin fue un tipo de magnetoacutemetro muy sensible desarrollado para
equipar a los aviones que se dedicaban a la guerra antisubmarina
Las experiencias obtenidas de los buques exploradores de petroacuteleo
se aprovecharon para construir el Glomar Challenger un barco de
investigaciones disentildeado especiacuteficamente para los estudios geoloacutegicos
marinos capaz de tomar muestras de roca a gran profundidad Poste-
riormente mediante meacutetodos paleontoloacutegicos y estudios de isoacutetopos
radiactivos se determinoacute la edad de esas rocas y su orientacioacuten relati-
va Se comproboacute que la expulsioacuten del magma durante decenas de mi-
les de antildeos habiacutea dado lugar a las diferentes cadenas montantildeosas que
actualmente existen en el fondo de los oceacuteanos
iquestPor queacute precisamente en el fondo de los oceacuteanos Porque alliacute la
corteza terrestre es maacutes delgada y para salir al exterior el magma ne-
cesita recorrer un camino mucho maacutes corto que por cualquier otra viacutea
(Figura 17)
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Figura 17 Cordillera del AtlaacutenticoTomado de This
Dynamic Earth US Dept of the InteriorUS Geological
Survey ISBN 0-16-048220-8
En la medida que se fue revelando la distribucioacuten magneacutetica en el
fondo de los oceacuteanos las diferencias entre las rocas con polaridad
directa e inversa expuestas por Brunhes y Matuyama a principios del
siglo XX dejaron de ser arbitrarias y fue tomando forma un cierto
patroacuten de distribucioacuten Cuando la regioacuten analizada llegoacute a ser suficien-
temente extensa se comproboacute que las regiones magneacuteticas en los fon-
dos oceaacutenicos estaban conformadas en bandas similares a las franjas
de una cebra Franjas de rocas con magnetizacioacuten alterna de polaridad
directa e inversa se alternaban a ambos lados de la cresta central del
oceacuteano Atlaacutentico las denominadas bandas magneacuteticas
En el fondo del oceacuteano la corteza nueva se forma continuamente en la
cresta o parte superior de la cordillera (Figura 18) Lejos de la cresta
las rocas son muy viejas y a medida que nos acercamos a la cresta son
cada vez maacutes joacutevenes lo que se comprueba al analizar la cantidad de
sedimentos depositados en el lecho oceaacutenico Sobre las rocas maacutes
viejas descansa una mayor cantidad de sedimentos
Figura 18 Evidencia experimental de la formacioacuten de las
bandas a) La cresta hace 5 millones de antildeos b) Hace 2 millo-
nes de antildeos c) Hoy diacutea Adaptado de This Dynamic Earth US
Dept of the InteriorUS Geological Survey ISBN 0-16-
048220-8
Las rocas maacutes joacutevenes cercanas a la cresta siempre tienen polari-
dad normal coincidiendo con la direccioacuten actual del campo magneacutetico
terrestre Las bandas de rocas maacutes alejadas alternan su polaridad de
normal a inversa y viceversa indicando que el campo magneacutetico de la
tierra ha invertido su polaridad muchas veces a lo largo de millones de
antildeos Los modelos teoacutericos de formacioacuten de rocas en el fondo del
oceacuteano coinciden de forma excelente con los datos experimentales y
en el presente la corteza oceaacutenica se considera una especie de ldquocinta
magneacuteticardquo donde ha quedado registrada la historia del movimiento de
los polos y de las inversiones del campo magneacutetico terrestre durante mi-
llones de antildeos
En los uacuteltimos antildeos mediciones precisas han dado por resultado una
disminucioacuten significativa de la intensidad del campo magneacutetico terrestre
de aproximadamente 10 Se desconoce si este proceso conduciraacute a otra
inversioacuten de la polaridad o no en un futuro no muy lejano
Magnetosfera y viento solar iquestQuieacuten no sabe que el campo magneacutetico terrestre posibilita la orientacioacuten
geograacutefica con la ayuda de la bruacutejula Junto a la estrella polar sirvioacute de
guiacutea a los viajeros durante siglos Hoy diacutea tambieacuten tenemos el Global
Positional System (GPS) que realiza la misma funcioacuten con mucha mayor
precisioacuten apoyaacutendose en un sistema de 24 sateacutelites que circunvalan la
Tierra Lo que no desmerece ni mucho menos la utilidad de la bruacutejula
Pero es mucho menos conocido que el campo magneacutetico terrestre rea-
liza una segunda y mucha maacutes importante funcioacuten Protege nuestro plane-
ta de los excesos de la radiacioacuten solar hasta el punto que se ha estimado
que de no existir el campo magneacutetico la Tierra seriacutea un sitio seco y aacuterido
como Marte el viento solar habriacutea arrastrado al espacio su agua y su
atmoacutesfera desde hace muchiacutesimos antildeos
El viento solar es un flujo de partiacuteculas cargadas (mayormente proto-
nes y electrones de alta velocidad) que inciden continuamente sobre la
Tierra provenientes del Sol Las partiacuteculas logran escapar de la atraccioacuten
gravitatoria solar porque alcanzan gran energiacutea cineacutetica a causa de las
altas temperaturas
De manera similar a como el agua se desviacutea al chocar con la proa de
una embarcacioacuten y la rodea al interaccionar con el campo terrestre las
fuerzas magneacuteticas hacen que el viento solar cambie de rumbo sin modi-
ficar su energiacutea en una regioacuten del espacio llamada el arco de choque Las
partiacuteculas prosiguen su movimiento formando una larga cola alrededor de
la Tierra o girando a su alrededor creando asiacute una especie de cubierta o
envoltura la magnetofunda
Algunas partiacuteculas logran atravesar esa primera barrera magneacutetica pe-
ro son atrapadas maacutes adentro en los denominados cinturones de radia-
cioacuten de Van Allen (Figura 19) Otras logran lsquocolarsersquo finalmente y llegar
hasta la atmoacutesfera a traveacutes de las cuacutespides en los polos norte y sur inter-
accionando con los gases de las capas superiores La interaccioacuten se
25
puede observar a simple vista y es la que da origen a las auroras (boreal y
austral) fenoacutemeno muy comuacuten en las regiones polares pero que rara vez
se manifiesta cerca de los troacutepicos
Figura 19 Magnetosfera terrestre
Un efecto adicional de esta interaccioacuten electromagneacutetica es que
modifica las corrientes eleacutectricas en la ionosfera regioacuten donde se re-
flejan las ondas de radio De aquiacute que cuando la radiacioacuten es intensa
puede perturbar notablemente las comunicaciones y afectar incluso
los instrumentos electroacutenicos maacutes sensibles
Tormenta magneacutetica La tormenta magneacutetica es una perturbacioacuten transitoria global del cam-
po magneacutetico terrestre Consiste en un descenso bien definido de la
intensidad del campo en todo el planeta no mayor de 05 Dura
entre 12 y 24 horas seguido por una recuperacioacuten gradual que persiste
de 1 a 4 diacuteas La disminucioacuten es causada por un campo magneacutetico
sobrepuesto que se suma al campo terrestre en direccioacuten contraria
reduciendo su valor Se genera en la denominada corriente de anillo
en el cinturoacuten exterior de radiacioacuten que circunvala al planeta cuando
es reforzado por los protones procedentes de alguna erupcioacuten solar
violenta La existencia de esta y otras corrientes alrededor de nuestro
planeta ha sido determinada con gran precisioacuten a partir de las medi-
ciones realizadas por sateacutelites (Figura 110)
Figura 110 La corriente de anillo alrededor de la Tierra
En la actualidad es posible monitorear de forma continua la inten-
sidad del campo magneacutetico terrestre el observatorio Kakioka en Ja-
poacuten publica el registro diario en su sitio WEB (httpwwwkakioka-
jmagojpenindexhtml)
La relacioacuten entre las tormentas magneacuteticas y las manchas solares es
bien conocida desde finales del siglo XIX Cuando son visibles gran-
des manchas solares es mucho maacutes probable que aparezca una gran
tormenta magneacutetica El intenso campo magneacutetico asociado a las man-
chas va unido a fulguraciones y eyecciones de sustancia en la corona
solar Es asiacute como se proyectan nubes de plasma hacia el espacio in-
terplanetario en direcciones bien definidas Si una de esas eyecciones
se orienta hacia la Tierra su frente de onda daraacute origen a una tormenta
magneacutetica
El 13 de marzo de 1989 una tormenta severa hizo colapsar las re-
des eleacutectricas en Queacutebec Canadaacute En cuestioacuten de segundos muchos
circuitos de proteccioacuten se desconectaron Seis millones de personas
quedaron sin energiacutea eleacutectrica durante nueve horas con grandes peacuter-
didas econoacutemicas Esta excepcional tormenta magneacutetica produjo auro-
ras boreales a distancias tan lejanas del polo como es el sur de Texas
Fue el resultado de una gran emisioacuten de masa en la corona solar que
tuvo lugar 4 diacuteas antes
iquestSon dantildeinas las tormentas magneacuteticas La exposicioacuten directa a la
radiacioacuten de partiacuteculas de alta energiacutea como las que componen el
viento solar pueden causar enfermedad por radiacioacuten a personas y
animales El mecanismo es el mismo que el que tiene lugar durante las
explosiones o accidentes nucleares las partiacuteculas atraviesan los tejidos
causando dantildeos microscoacutepicos en las ceacutelulas La radiacioacuten puede afec-
tar los cromosomas causar caacutencer o servir de plataforma para otros
problemas de salud Dosis muy grandes son fatales de inmediato
La atmoacutesfera y la magnetosfera proporcionan un nivel adecuado de
proteccioacuten en la superficie terrestre pero los cosmonautas que se en-
cuentran en oacuterbita estaacuten sujetos a dosis potencialmente letales si son
expuestos a la radiacioacuten proveniente de una erupcioacuten solar Este es
otro de los problemas ineludibles que hay que resolver durante los
vuelos espaciales
Existe mucha especulacioacuten sobre si la lluvia de partiacuteculas que ori-
gina las tormentas magneacuteticas puede o no afectar a las personas en la
superficie terrestre pero casi no hay definiciones hasta el momento
Un reporte del antildeo 2000 publicado en el Astronomical amp Astrophysi-
cal Transactions (Vol 19 1) bajo el tiacutetulo ldquoConfirmacioacuten experimen-
tal del efecto bioefectivo de las tormentas magneacuteticasrdquo asienta sus
resultados en un meacutetodo de diagnoacutestico muy cuestionado y calificado
como no cientiacutefico la electropuntura de Voll (ver capiacutetulo 8) Estu-
dios maacutes recientes fundamentados en mediciones de mayor confiabi-
lidad indican una deacutebil relacioacuten estadiacutestica entre las tormentas magneacute-
ticas y la presioacuten arterial Esos estudios auacuten no han sido reproducidos
por otros investigadores por lo que no se pueden considerar como
definitivos
Magnetismo planetario y solar Los cuatro planetas gigantes (Juacutepiter Saturno Urano y Neptuno) po-
seen campos magneacuteticos mucho maacutes intensos que el terrestre El eje
magneacutetico de Saturno parece estar alineado exactamente con su eje
geograacutefico de rotacioacuten mientras que los de Urano y Neptuno estaacuten
inclinados unos 60ordm a partir del eje geograacutefico Venus por el contrario
no es magneacutetico mientras que el pequentildeo Mercurio solo ligeramente
maacutes grande que nuestra luna sorprendioacute a los cientiacuteficos por estar
magnetizado
Marte y la Luna no poseen campo magneacutetico pero presentan en su
superficie grupos de rocas magnetizadas de forma permanente sugi-
riendo que en alguacuten momento siacute lo tuvieron Los grupos de rocas
magnetizadas en Marte observadas por primera vez en la misioacuten es-
pacial del Mars Global Surveyor son especialmente sorprendentes
debido a que parecen formar bandas similares a las que aparecen en la
cordillera del Atlaacutentico
El campo magneacutetico de Juacutepiter es en particular notable Si los
campos de la Tierra y Juacutepiter fueran representados aproximadamente
por barras magneacuteticas en el centro del planeta la de Juacutepiter seriacutea unas
20 000 veces maacutes intensa El eje magneacutetico de Juacutepiter estaacute ligeramente
desviado del eje de rotacioacuten tal como sucede en la Tierra pero mien-
tras Juacutepiter y la Tierra giran en el mismo sentido la polaridad magneacute-
tica de Juacutepiter se encuentra invertida tiene sentido contrario al de la
Tierra
El Sol posee un campo magneacutetico semejante al de la Tierra pero
su magnetismo se manifiesta adicionalmente de otra manera A prin-
cipios de los antildeos 1600 Galileo Galilei y Christopher Scheiner obser-
varon manchas que se moviacutean en el ecuador solar Tardaban 27 diacuteas
en dar una vuelta completa por lo que dedujeron que el Sol giraba El
periacuteodo se incrementaba a 295 diacuteas en las regiones lejanas al ecuador
indicando que la superficie del Sol no era soacutelida Galileo y Scheiner
supusieron que las manchas eran nubes que flotando sobre la superfi-
cie obstruiacutean parcialmente el paso de luz
Ahora se sabe que las regiones de las manchas no son nubes sino que
estaacuten asociadas a intensos campos magneacuteticos Son maacutes oscuras porque
estaacuten algo maacutes friacuteas unos 2000 ordmC por debajo de la temperatura de los
alrededores Se supone que de alguna manera los intensos campos magneacute-
ticos reducen el flujo local de calor y disminuyen la temperatura en esa
regioacuten pero el proceso mediante el cual ocurre la reduccioacuten auacuten se des-
conoce Los astroacutenomos piensan que las corrientes eleacutectricas que fluyen
en el plasma solar y crean esos campos magneacuteticos toman su energiacutea de la
desigual rotacioacuten del Sol maacutes raacutepida en el ecuador
La intensidad de los campos calculada a partir de diversas mediciones
realizadas en la Tierra y en misiones espaciales con instrumentos muy
especializados resulta ser unas 3000 veces mayor que la del campo mag-
neacutetico terrestre A modo de comparacioacuten el valor de la intensidad de
campo de un imaacuten corriente como el de una bocina de audio puede ser
de 100 a 300 veces la del campo terrestre
Las manchas solares presentan muchos rasgos enigmaacuteticos Su
cantidad aumenta y disminuye siguiendo un ciclo algo irregular que
dura unos 11 antildeos (Figura 111) La mayor parte de las veces las man-
chas aparecen por pares con polaridades magneacuteticas opuestas En la
primera mitad de un ciclo la primera mancha que aparece tiene siem-
pre polaridad norte o (+) y la mancha siguiente polaridad sur (-)
pero en el ciclo posterior las polaridades se invierten
Figura 111 Ciclo de repeticioacuten del nuacutemero de man-
chas solares (Tomado de httpwwwistpgsfc
nasagovstargazeMintrohtm)
El campo magneacutetico global del Sol asociado a sus polos norte y
sur tambieacuten invierte su polaridad cada ciclo unos 3 antildeos despueacutes de
cada miacutenimo de manchas Todo lo anterior indica que este ciclo de 11
antildeos de las manchas solares es un fenoacutemeno esencialmente magneacutetico
Existen varias teoriacuteas para intentar explicar este comportamiento pero
ninguna es definitoria
Teoriacutea del dinamo autosustentable
Esta teoriacutea trata de explicar el origen de los campos magneacuteticos
presentes en muchos astros mediante un modelo simplificado que
imita la realidad Para ello considera un liacutequido conductor de la elec-
tricidad que se encuentra en rotacioacuten Ademaacutes su temperatura no es
homogeacutenea por lo que existen corrientes de conveccioacuten en su seno
similares a las que aparecen en un liacutequido calentado en una cazuela
Las primeras suposiciones acerca del origen del magnetismo terrestre
se sustentaban por el criterio de que la rotacioacuten de la Tierra era la res-
ponsable de la existencia del campo magneacutetico En primera instancia
la idea parece atractiva pues a las partiacuteculas elementales como los
protones y electrones se les asocia cierta rotacioacuten elemental (el mo-
mento angular orbital y el momento angular de spin) y ademaacutes poseen
propiedades magneacuteticas Asiacute por ejemplo PM Blackett ganador del
premio Nobel de 1948 por su trabajo acerca de los rayos coacutesmicos
sugirioacute alguna vez que quizaacutes cualquier objeto en rotacioacuten deberiacutea
tener un campo magneacutetico asociado Sin embargo todos los experi-
mentos realizados con este fin proporcionaron resultados negativos
Posteriormente el descubrimiento de la inversioacuten de la polaridad del
campo magneacutetico ocurrida muchas veces en los uacuteltimos millones de
antildeos (desde luego sin que el sentido de rotacioacuten de la Tierra variacutee)
contradijo enteramente la suposicioacuten de Blackett
Mediante el estudio de las ondas siacutesmicas que se originan durante
los terremotos se ha llegado a conocer que la Tierra posee un nuacutecleo
liacutequido denso de aproximadamente la mitad de su diaacutemetro constitui-
do esencialmente por hierro fundido A su vez ese nuacutecleo liacutequido
posee un nuacutecleo soacutelido auacuten maacutes pequentildeo (Figura 112)
Se supone que el metal fundido estaacute circulando respecto al nuacutecleo
y atraviesa continuamente el campo magneacutetico existente lo que crea-
riacutea corrientes eleacutectricas en el seno del liacutequido Como las corrientes
eleacutectricas generan campos magneacuteticos (ver capiacutetulo 3) de alguna ma-
nera la rotacioacuten creariacutea un campo magneacutetico autosostenido Es decir
el campo generariacutea corrientes que a su vez dariacutean origen al campo que
a su vez engendrariacutea otras corrientes y asiacute sucesivamente La dificul-
tad esencial radica en que hay que demostrar lo anterior basaacutendose
rigurosamente en las leyes de la fiacutesica lo que nadie ha logrado hasta el
momento
El problema es bastante peliagudo porque entre otras cosas la Tie-
rra gira alrededor de un eje imaginario lo que inmediatamente sugiere
que ese eje deberiacutea funcionar como un eje de simetriacutea Sin embargo
ya en 1931 Thomas G Cowling en Inglaterra demostroacute que ninguna
dinamo autosostenida en el centro de la Tierra podiacutea tener un eje de
simetriacutea Auacuten maacutes para resolver el problema de forma incontroverti-
ble seriacutea tambieacuten necesario obtener informacioacuten sobre las fuentes de
calor en el interior del planeta (informacioacuten que no se posee) o al me-
nos hacer suposiciones razonables que conduzcan a una solucioacuten
aceptable 31
Figura 112 El centro de la Tierra Tomado de
httpistpgsfcnasagovearthmagMdynamo2htm
Las fuentes de calor generan movimientos de conveccioacuten en el nuacutecleo
que tambieacuten tendriacutean que formar parte de la solucioacuten del problema
Pero no solo se desconoce doacutende estaacuten las fuentes maacutes intensas de
calor adicionalmente cualquier movimiento de conveccioacuten causado
por el calor estaraacute muy modificado por la rotacioacuten de la Tierra El
efecto seriacutea similar a coacutemo se modifica el movimiento de las masas de
aire en la atmoacutesfera haciendo que huracanes y tormentas se arremoli-
nen en su forma caracteriacutestica
Los intentos teoacutericos realizados hasta el momento solo proporcionan
aproximaciones que no se ajustan a la realidad Los modelos numeacuteri-
cos maacutes recientes buscan soluciones computadorizadas basadas en las
ecuaciones de la magnetohidrodinaacutemica pero para llegar a una solu-
cioacuten vaacutelida se deben resolver sistemas de ecuaciones muy complejos
cuyos paraacutemetros incluso no estaacuten bien determinados Se puede obte-
ner informacioacuten adicional en Demorest Paul Dynamo Theory and
Earths Magnetic Field 21 May 2001
(httpsetiathomeberkeleyedu~pauldetc210BPaperpdf) y tambien
en Fitzpatrick Richard MHD Dynamo Theory 18 May 2002
(httpfarsidephutexaseduteachingplasmalecturesnode69html)
CAPIacuteTULO 2
CAMPO MAGNEacuteTICO
Magnetismo microscoacutepico
Cualquier cuerpo estaacute formado por los pequentildeiacutesimos aacutetomos y estos a
su vez estaacuten constituidos por partiacuteculas mucho maacutes pequentildeas princi-
palmente protones neutrones y electrones aunque no son las uacutenicas
Protones y neutrones se concentran en un nuacutecleo diminuto 10 000 ve-
ces menor que la envoltura donde se encuentran los electrones en mo-
vimiento formando una especie de nube poco definida (figura 21) El
electroacuten es auacuten mucho maacutes pequentildeo tanto que resulta difiacutecil precisar
con exactitud cuaacutento maacutes
Figura 21 A Esquema aproximado de un aacutetomo B Re-
presentacioacuten imaginaria utilizada en algunos caacutelculos y
aproximaciones (modelo planetario)
Aacutetomo significa indivisible en griego La palabra se sigue usando
aunque en realidad los aacutetomos dejaron de ser indivisibles hace mucho
Son muy pequentildeos el aacutetomo maacutes ligero el de hidroacutegeno tiene un diaacute-
metro de aproximadamente 10-10 m (00000000001 m o una diezmillo-
neacutesima de miliacutemetro) Una sola gota de agua contiene maacutes de mil trillo-
nes de aacutetomos Un milloacuten de billones Se expresa por la unidad seguida
de 18 ceros o 1018 En las uacuteltimas deacutecadas la tecnologiacutea moderna ha
permitido fotografiar los aacutetomos e incluso manipularlos uno a uno
(figura 22)
Figura 22 Imaacutegenes de aacutetomos individuales obtenidas me-
diante diversos microscopios de uacuteltima generacioacuten A Aacuteto-
mos ordenados en la superficie de un soacutelido obtenida con un
microscopio electroacutenico de alta resolucioacuten B Aacutetomos indi-
viduales de xenoacuten sobre una superficie de niacutequel ordenados
utilizando un microscopio tuacutenel de barrido para formar las
letras IBM (International Businnes Machines)
Los aacutetomos tienen masa Todos los cuerpos son atraiacutedos hacia la
Tierra y al ser colocados en una balanza tienen peso Cuando los cuer-
pos estaacuten en reposo el peso se expresa por la conocida relacioacuten P =
mg donde m es la suma de las masas de los aacutetomos que lo conforman y
g la aceleracioacuten de la gravedad Los cuerpos tambieacuten poseen propieda-
des eleacutectricas los neutrones en el aacutetomo no tienen carga pero los pro-
tones tienen carga positiva y los electrones negativa En condiciones
normales los cuerpos son eleacutectricamente neutros pues sus aacutetomos po-
seen igual cantidad de protones y electrones Pero si por alguna razoacuten
un cuerpo adquiere electrones en exceso se cargaraacute negativamente Por
el contrario si tiene un defecto de electrones entonces predominaraacute la
carga positiva de los protones y el cuerpo tendraacute una carga positiva La
experiencia nos dice que los cuerpos cargados que poseen igual carga
se repelen y los de carga diferente se atraen
Finalmente ademaacutes de poseer extensioacuten masa y propiedades eleacutec-
tricas las sustancias tambieacuten poseen propiedades magneacuteticas Cada
electroacuten atesora un magnetismo intriacutenseco o momento magneacutetico cuyo
valor se representa por el momento magneacutetico de spin (μs) y se com-
porta como un imaacuten en miniatura Protones y neutrones tambieacuten poseen
un magnetismo intriacutenseco pero menos intenso que el de los electrones
Cuando los electrones pasan a formar parte de un aacutetomo especiacutefico
pueden o no comunicarle propiedades magneacuteticas en dependencia de su
cantidad y su pareamiento La razoacuten es que tienden a ubicarse en la
envoltura atoacutemica por pares con la polaridad opuesta anulando mu-
tuamente su magnetismo de la misma forma que dos imanes largos y
estrechos tienden a cancelarlo al pegarse por sus polos opuestos Si
todos los electrones estaacuten pareados el magnetismo total se cancelaraacute
Una contribucioacuten adicional de los electrones al magnetismo atoacutemico
resulta del momento magneacutetico orbital (μL) originado por la interac-
cioacuten de los electrones con el nuacutecleo atoacutemico (figura 23) El momento
magneacutetico atoacutemico (a) recoge las contribuciones de los momentos
magneacuteticos orbitales y de spin de todos los electrones del aacutetomo
Figura 23 Representacioacuten claacutesica del
momento magneacutetico de spin μs y el
momento magneacutetico orbital μL asocia-
dos a un electroacuten
Cuando la suma de las contribuciones de todos los electrones se anu-
la se obtiene un aacutetomo diamagneacutetico (μa = 0) que esencialmente no
posee propiedades magneacuteticas intriacutensecas aunque puede ser repelido
deacutebilmente por un campo magneacutetico externo como se veraacute en la sec-
cioacuten siguiente Las sustancias formadas por aacutetomos de este tipo son
sustancias o materiales diamagneacuteticos
En los aacutetomos paramagneacuteticos la suma de contribuciones produce un
momento magneacutetico no nulo (μa ne 0) y cada aacutetomo se comporta como
un imaacuten microscoacutepico Cuando esos aacutetomos se unen dan origen a los
materiales paramagneacuteticos
35
En adicioacuten existen aacutetomos paramagneacuteticos un tanto especiales que
se organizan de forma espontaacutenea para formar soacutelidos con propiedades
magneacuteticas mucho maacutes intensas que los paramagneacuteticos convenciona-
les estos soacutelidos se denominan ferromagneacuteticos y se describen en las
secciones siguientes
Diamagnetismo
Son diamagneacuteticos algunos metales como el cobre y el bismuto los
gases inertes como el helio el argoacuten y el neoacuten el hidroacutegeno molecular
la sal de mesa el agua y muchos otros compuestos orgaacutenicos e inorgaacute-
nicos Sin embargo a pesar de que el momento magneacutetico de los aacuteto-
mos de las sustancias diamagneacuteticas es nulo estas sustancias son capa-
ces de interaccionar con los campos magneacuteticos externos por la razoacuten
siguiente
Cuando un campo magneacutetico externo actuacutea sobre un material dia-
magneacutetico en los aacutetomos que lo componen aparecen dipolos magneacuteti-
cos inducidos similares a pequentildeos imanes pero de sentido contrario al
del campo externo aplicado Surgen fuerzas de repulsioacuten muy deacutebiles y
la sustancia diamagneacutetica es repelida hacia la regioacuten donde el campo
magneacutetico es menos intenso Esta propiedad es independiente de si el
campo externo tiene polaridad norte o polaridad sur
La interaccioacuten diamagneacutetica es muy pequentildea Solo es detectable
cuando se aplican campos magneacuteticos muy intensos y no es necesario
tomarla en cuenta en aplicaciones de intereacutes praacutectico cuando hay pre-
sentes efectos magneacuteticos adicionales como los paramagneacuteticos o fe-
rromagneacuteticos
Paramagnetismo
Son paramagneacuteticos algunos gases como el nitroacutegeno y oxiacutegeno mole-
culares metales como el aluminio el wolframio y el platino y muchas
sales y otros compuestos Al acercarse una sustancia paramagneacutetica a
un campo magneacutetico cada aacutetomo interacciona por separado con el
campo y su momento magneacutetico tiende a orientarse en la direccioacuten del
campo externo o se orienta realmente si la sustancia es un gas o un
liacutequido poco viscoso Conjuntamente surgen fuerzas de atraccioacuten tal y
como ocurre con los polos opuestos de dos imanes convencionales y la
sustancia es atraiacuteda deacutebilmente como un todo hacia la regioacuten donde el
campo es maacutes intenso (hacia donde estaacuten maacutes unidas las liacuteneas de in-
duccioacuten magneacutetica)
En la figura 24 una barra imantada ilustra lo dicho anteriormente
Las liacuteneas de induccioacuten salen de un extremo y se curvan para llegar al
otro formando rizos o bucles cerrados con una parte dentro del imaacuten y
la otra fuera El campo magneacutetico es maacutes intenso en los extremos de la
barra donde las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica estaacuten maacutes unidas en los
costados donde estaacuten separadas el campo magneacutetico es maacutes deacutebil
Figura 24 Las sustancias paramagneacuteticas son atraiacutedas
hacia donde el campo es maacutes intenso (liacuteneas de induccioacuten
magneacutetica maacutes unidas) Las diamagneacuteticas son repelidas
Este comportamiento no depende de si el polo es norte o
sur
Magnetismo macroscoacutepico No es posible separar los polos magneacuteticos Cualquier intento de dividir
un imaacuten permanente da origen a otros imanes con sus correspondientes
polos positivo y negativo aunque la divisioacuten se repita hasta alcanzar un
tamantildeo microscoacutepico y llegar al nivel atoacutemico (figura 25) Significa
que no existe una carga o monopolo magneacutetico anaacutelogo a la carga eleacutec-
trica que seraacute analizada en el capiacutetulo siguiente
La intensidad del campo magneacutetico en el vaciacuteo se designa usual-
mente por H o por la induccioacuten magneacutetica B Cuando se designa por
37
H su magnitud en el Sistema Internacional de Unidades se mide en
amperemetro (Am) Cuando se designa por B se mide en tesla (T) En
otros sistemas de unidades ya en desuso se utilizaban el Oersted (Oe)
y el Gauss (G) con ese fin Maacutes detalles sobre el Sistema Internacional
de Unidades aparecen en el apeacutendice al final del capiacutetulo
Figura 25 Dipolo magneacutetico
En el vaciacuteo B y H se relacionan por la expresioacuten B = oH donde o
es una constante denominada permeabilidad del vaciacuteo En cualquier
otro medio B y H se relacionan seguacuten B = o(H + M) donde H es el
campo externo al medio y M la magnetizacioacuten originada por la contri-
bucioacuten de los momentos magneacuteticos internos de la sustancia en cues-
tioacuten
Otros paraacutemetros magneacuteticos son la permeabilidad relativa r y la
susceptibilidad magneacutetica m relacionada con r por la expresioacuten m =
r ndash1 Para los paramagneacuteticos m es positiva mientras que para los
diamagneacuteticos es negativa En la tabla 21 aparecen los valores de algu-
nas sustancias Los valores negativos indican que tanto el cobre como
el agua son diamagneacuteticos
TABLA 21
Susceptibilidad magneacutetica de algunas sustancias
Sustancia m (adimensional)
Cobre - 098 x 10-5
Magnesio 12 x 10-5
Oxiacutegeno (1 atm) 1935 x 10-8
Agua - 056 x 10-6
38
Las ceacutelulas y los tejidos no obstruyen apreciablemente el paso del
campo magneacutetico De ahiacute que cuando se aplica uno de estos campos a
una planta animal o persona aunque sea de muy baja intensidad siem-
pre podraacute interactuar en mayor o menor grado con todas las moleacuteculas
aacutetomos e iones del sujeto en cuestioacuten La interaccioacuten seraacute mucho menos
importante con los aacutetomos e iones diamagneacuteticos que con los paramag-
neacuteticos y por regla general esta uacuteltima es la interaccioacuten que se debe
considerar junto a la ferromagneacutetica Las cargas en movimiento dentro
del organismo que crean corrientes eleacutectricas de intensidad detectable
tambieacuten pueden interaccionar con los campos magneacuteticos Si los cam-
pos magneacuteticos son muy intensos su interaccioacuten con las ceacutelulas y los
tejidos puede causar perjuicios en el organismo como se veraacute maacutes ade-
lante
Paramagnetismo y bajas temperaturas
Mediante la magnetizacioacuten y desmagnetizacioacuten sucesiva de sustancias
paramagneacuteticas se han obtenido las temperaturas maacutes lsquofriacuteasrsquo posibles
Desarrollado por primera vez en 1937 por el quiacutemico William Giauque
el meacutetodo utiliza un campo externo para alinear los momentos magneacuteti-
cos de los aacutetomos de la sustancia utilizada para enfriar usualmente una
sal paramagneacutetica en disolucioacuten La disolucioacuten se sumerge en un bantildeo
de helio liacutequido (- 2689 degC) que la enfriacutea y a la vez sirve de conduc-
tor del calor
La sal logra enfriarse conjuntamente con sus alrededores porque pa-
ra lograr alinearse cuando se aplica un campo externo los momentos
magneacuteticos de los aacutetomos que la componen necesitan ceder calor El
helio liacutequido traslada ese calor al exterior Cuando se eliminan a la vez
la conduccioacuten del calor (aislando el sistema) y el campo magneacutetico
externo los momentos magneacuteticos adoptan nuevamente una orientacioacuten
desordenada absorben calor y reducen la temperatura de la sal y sus
alrededores El proceso se repite ciacuteclicamente para lograr la mayor dis-
minucioacuten posible de la temperatura
Con este proceso se han alcanzado temperaturas muy cercanas al ce-
ro de la escala absoluta de Kelvin (hasta 0002 K) La temperatura del
hielo fundente (cero grados de la escala Celsius) equivale a 27315 K
El cero de la escala Kelvin se conoce como cero absoluto
De seguro el lector ya se habraacute preguntado iquestpor queacute algunas sustan-
cias tienen un magnetismo mucho maacutes fuerte que las demaacutes iquestPor queacute
algunas se magnetizan permanentemente formando imanes y otras no
La respuesta estaacute en que como se dijo antes dentro de las sustancias
formadas por aacutetomos paramagneacuteticos existe un grupo especial que tiene
propiedades magneacuteticas muy acentuadas las sustancias ferromagneacuteti-
cas
Ferromagnetismo
Ciertos soacutelidos metaacutelicos como el hierro el niacutequel el cobalto y muchas
de sus aleaciones son ferromagneacuteticos Estos materiales son atraiacutedos
fuertemente por el imaacuten con una intensidad miles de veces mayor que
los materiales paramagneacuteticos Algunos de ellos tienen la propiedad de
que pueden ser magnetizados permanentemente mediante un proceso
conocido por magnetizacioacuten teacutecnica que consiste en someter el mate-
rial a la accioacuten de un campo magneacutetico externo de gran intensidad
generado por un electroimaacuten (ver figura 211)
En adicioacuten a los metales y aleaciones tambieacuten existen oacutexidos y ce-
raacutemicas que poseen propiedades magneacuteticas notables La magnetita
Fe3O4 es una de estas sustancias asiacute como otros oacutexidos sinteacuteticos de
parecida estructura cristalina donde parte de los aacutetomos de hierro se
sustituyen con manganeso niacutequel cobalto zinc litio o sus mezclas
Los oacutexidos poseen un magnetismo un tanto diferente al anterior desde
el punto de vista microscoacutepico y se les llama ferrimagneacuteticos aunque
no existen diferencias esenciales en su comportamiento macroscoacutepico
La mayor diferencia es que los metales y aleaciones son buenos con-
ductores de la electricidad pero los ferrimagneacuteticos la conducen muy
mal son aislantes de la corriente eleacutectrica Sus propiedades magneacuteticas
aunque intensas no llegan a ser tan notables como en los ferromagneacuteti-
cos pero por otra parte su alta resistividad las hace insustituibles en
muchas aplicaciones Por ejemplo en dispositivos para radio y televi-
sioacuten donde los metales ferromagneacuteticos dan origen a grandes peacuterdidas
de energiacutea por disipacioacuten de calor
La intensa actividad magneacutetica de los materiales ferro y ferrimagneacute-
ticos se debe a que los aacutetomos de estas sustancias interaccionan espon-
taacuteneamente unos con otros Esa interaccioacuten hace que sus momentos
magneacuteticos se ordenen en conglomerados de tamantildeo microscoacutepico
llamados dominios magneacuteticos Todos los momentos magneacuteticos atoacute-
micos dentro de un determinado dominio apuntan en la misma
40
direccioacuten por lo que cada dominio se comporta como un dipolo magneacute-
tico de intensidad miles de veces mayor que la de un solo momento
magneacutetico de valor a
Es posible caracterizar el efecto magneacutetico mediante la magnetiza-
cioacuten M nuacutemero de momentos magneacuteticos atoacutemicos por unidad de vo-
lumen en el material considerado Si se utiliza el siacutembolo para indicar
la suma de todos los momentos magneacuteticos atoacutemicos a
en un volumen
V determinado entonces a
V
M La pequentildea flecha sobre μa indica
que al sumar hay que tomar en cuenta las diferentes direcciones hacia
donde estaacuten orientados los momentos magneacuteticos (son magnitudes vec-
toriales a diferencia de las escalares como la masa o la temperatura
que simplemente se suman) En el Sistema Internacional de Unidades
M se mide en las mismas unidades de H amperemetro (Am)
Dentro de cada dominio donde todos los momentos magneacuteticos
atoacutemicos estaacuten orientados en la misma direccioacuten M tiene el mayor
valor posible que puede alcanzar M = Ms (magnetizacioacuten de satura-
cioacuten) Sin embargo no todos los dominios magneacuteticos del material
estaacuten orientados en la misma direccioacuten A causa de la agitacioacuten teacutermica
siempre presente cada dominio estaraacute orientado en una direccioacuten dife-
rente a la de los restantes (figura 26) Si se considera el volumen de
todo el material y se suman los momentos magneacuteticos de todos los do-
minios microscoacutepicos aquellos orientados en sentido contrario se can-
celaraacuten El efecto que se obtiene al nivel macroscoacutepico es el de un ma-
terial sin magnetizacioacuten (M = 0)
En resumen en un material ferromagneacutetico no magnetizado previa-
mente dentro de cada dominio microscoacutepico la magnetizacioacuten tiene un
valor Ms pero en el promedio macroscoacutepico para todo el material M =
0
Para orientar todos los dominios en una misma direccioacuten es necesa-
rio aplicar un campo externo H asiacute es posible lograr que las fronteras
entre los dominios (las paredes de dominio) se desplacen de sus posi-
ciones de equilibrio Mediante ese mecanismo los dominios orientados
en la direccioacuten favorable paralela a H aumentan de tamantildeo a costa de
los dominios vecinos Aparece entonces una magnetizacioacuten macroscoacute-
pica resultante M ne 0 en la direccioacuten del campo aplicado y una fuerza F
de atraccioacuten notable sobre el material dirigida hacia el origen del cam-
po externo (figura 26) Si H es bastante intenso llega un momento en
que todos los momentos magneacuteticos apuntan en la misma direccioacuten y el
material queda totalmente magnetizado (o saturado) en lo macroscoacutepi-
co
Figura 26 Aplicacioacuten de un campo externo H sobre un
material ferromagneacutetico Aparece una fuerza F de
atraccioacuten hacia el origen del campo Si hay condiciones
adecuadas al retirar el campo externo el material queda
magnetizado en forma permanente
Materiales lsquodurosrsquo y lsquoblandosrsquo
Seguacuten su comportamiento en presencia del campo externo H los mate-
riales ferro y ferrimagneacuteticos tanto metaacutelicos como ceraacutemicos se divi-
den en duros y blandos En los materiales lsquodurosrsquo es necesario aplicar
un campo intenso para magnetizar el material Estos materiales se usan
para construir imanes artificiales pues son capaces de retener una parte
importante de la magnetizacioacuten despueacutes de que se retira el campo apli-
cado En los materiales lsquoblandosrsquo el campo necesario para magnetizar
el material es muy pequentildeo De aquiacute que estos materiales se utilicen
para fabricar dispositivos eleacutectricos y electroacutenicos que van a ser some-
tidos a un reacutegimen de campo variable (transformadores inductores y
nuacutecleos de electroimanes) donde la retencioacuten de la magnetizacioacuten o
remanencia es indeseable
Tanto los materiales duros como los blandos presentan el fenoacutemeno
de histeacuteresis que consiste en el retraso de la magnetizacioacuten M respecto
al campo aplicado H Si se grafican los diferentes valores que M va
tomando cuando H primero aumenta y despueacutes disminuye hasta inver-
tir su sentido se obtiene una curva cerrada caracteriacutestica llamada lazo
de histeacuteresis (figura 27) En vez de la magnetizacioacuten M tambieacuten es
usual emplear la induccioacuten magneacutetica B = μo (H + M) para caracterizar
el lazo En la figura 27 un valor negativo de H indica que se invirtioacute su
sentido Para H = 0 la magnetizacioacuten no se anula sino que toma el va-
lor Mr = Bro (magnetizacioacuten remanente) Para lograr anular la magne-
tizacioacuten del material es necesario aplicar un campo contrario de inten-
sidad Hc denominado fuerza coercitiva
El aacuterea encerrada por el lazo de histeacuteresis es proporcional a la ener-
giacutea que hay que gastar para magnetizar el material En un nuacutecleo some-
tido a una corriente alterna de alta frecuencia como ocurre en los cir-
cuitos de radio y TV el campo magneacutetico se invierte continuamente
miles o millones de veces por segundo si el aacuterea del lazo no es muy
pequentildea las peacuterdidas de energiacutea seraacuten prohibitivas Por el contrario un
material disentildeado para aplicarse como imaacuten permanente usualmente
requiere de un lazo de histeacuteresis con la mayor aacuterea posible pues una
cifra de meacuterito para esta aplicacioacuten es el maacuteximo valor del producto BH
en el cuadrante superior izquierdo del lazo de histeacuteresis (fig 27)
El producto (BH)maacutex mide la energiacutea magneacutetica almacenada en el
imaacuten a mayor energiacutea mayor poder de atraccioacuten para un mismo volu-
men de material magneacutetico Un gran (BH)maacutex requiere a su vez grandes
valores de Mr y Hc Mientras mayores sean Mr y Hc tambieacuten lo seraacute el
aacuterea encerrada por el lazo
En la tabla 22 aparece la permeabilidad de algunas aleaciones y
compuestos ceraacutemicos ferro y ferrimagneacuteticos blandos Los valores son
miles de veces superiores a los de las sustancias paramagneacuteticas En la
tabla 23 se muestran algunos valores tiacutepicos de la fuerza coercitiva Hc
en kiloamperemetro (kAm) y la remanencia Mr en tesla (T) pertene-
cientes a aleaciones y compuestos utilizados en la fabricacioacuten de ima-
nes permanentes Tambieacuten aparece el producto (BH)maacutex en
43
kilojoulemetro cuacutebico (kJm3) 1 kJ = 103 J Las propiedades de las
diferentes aleaciones que se muestran en las tablas pueden variar nota-
blemente de uno a otro fabricante
Figura 27 Lazo de histeacuteresis induccioacuten magneacutetica B en
funcioacuten de la intensidad de campo aplicada H Br es la
induccioacuten remanente y Hc la fuerza coercitiva La curva
punteada es la curva virgen de magnetizacioacuten o curva de
induccioacuten normal soacutelo se obtiene cuando el material se
magnetiza por primera vez
TABLA 22 Propiedades magneacuteticas de materiales blandos
Material maacutexima
Ferrita de Ni 2 500
Fe 5 500
Fe 96 ndash Si 4 8 000
Ferrita de Mn 10 000
Fe 55 ndash Ni 45 50 000
44
Tabla 23 Propiedades de histeacuteresis de algunos materiales para
imanes permanentes
Material Hc(kAm) Mr(T) (BH)maacutex (kJm3)
Ferrita de estroncio 100-300 02-04 10-40
Alnico 275 06-14 10-88
SmCo5 600-2000 08-11 120-200
Nd2Fe14B 750-2000 10-14 200-440
Temperatura de Curie
Cuando los materiales ferro y ferrimagneacuteticos se calientan y su tempe-
ratura aumenta Ms disminuye a causa de la agitacioacuten teacutermica y las pro-
piedades magneacuteticas se reducen Por encima de cierta temperatura co-
nocida como temperatura o punto de Curie la estructura de dominios
desaparece y Ms se hace igual a cero Esta temperatura caracteriacutestica
de cada material se llama asiacute en honor del fiacutesico franceacutes Pierre Curie
que descubrioacute el fenoacutemeno en 1895 El punto de Curie del hierro metaacute-
lico es de unos 770 C En los ferrimagneacuteticos esta temperatura se de-
nomina temperatura de Neacuteel por el trabajo destacado de Louis Eugegravene
Neacuteel sobre las propiedades magneacuteticas de los soacutelidos
Si el material se enfriacutea nuevamente tras alcanzar la temperatura de
Curie recupera espontaacuteneamente la estructura microscoacutepica de domi-
nios pero queda totalmente desmagnetizado en lo macroscoacutepico Para
que recupere las propiedades magneacuteticas anteriores es necesario volver
a aplicar el proceso de magnetizacioacuten teacutecnica
Magnetismo en los organismos vivos
Existen microorganismos y animales superiores que han lsquoaprendidorsquo a
utilizar el magnetismo terrestre a su conveniencia Algunos prefieren
llamar al estudio de estos temas magnetobiologiacutea otros los denominan
45
biomagnetismo Se ha encontrado magnetita formando parte del orga-
nismo de diversos animales bacterias anguilas palomas y delfines
entre otros Se presume que estos animales utilizan el campo magneacutetico
de la tierra como una especie de bruacutejula interna que les sirve de orienta-
cioacuten para desplazarse en su medio ambiente aunque esto auacuten no ha sido
comprobado en la mayoriacutea de los casos
Un organismo donde se ha comprobado sin lugar a dudas la capaci-
dad de orientarse en la direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
es el Aquaspirillum magnetotacticum o bacteria magnetotaacutectica descu-
bierta en 1975 por Richard P Blakemore Este investigador encontroacute
que algunas de las bacterias que eacutel observaba al microscopio siempre se
moviacutean hacia el mismo lado del portamuestras cuando acercaba un
imaacuten y comproboacute que invariablemente se dirigiacutean hacia el polo norte
Las bacterias muertas tambieacuten se alineaban paralelas a las liacuteneas de
induccioacuten del campo magneacutetico pero desde luego no se trasladaban al
igual que las vivas
Estas bacterias son capaces de orientarse y viajar a lo largo de las liacute-
neas de induccioacuten porque producen pequentildeas partiacuteculas o magnetoso-
mas compuestos esencialmente de magnetita cada partiacutecula es un pe-
quentildeo imaacuten permanente con sus polos norte y sur Las bacterias se las
arreglan para ordenar estos pequentildeos imanes en una liacutenea y asiacute cons-
truir un imaacuten mucho maacutes largo y potente Utilizan ese imaacuten compuesto
para alinearse a lo largo de las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacuteti-
co de la tierra
En la figura 28 se muestra una bacteria magnetotaacutectica con las hile-
ras de magnetosomas en su interior La seccioacuten ampliada muestra una
de las hileras Las manchas difusas inferiores de mucho mayor tamantildeo
son graacutenulos de azufre
Figura 28 Bacterias magnetotaacutecticas y magnetosomas
Tomado de Magnetite in Freshwater Magnetic Bacteria
Science 203 1355-1357 (1979)
46
iquestPara queacute necesitan una bruacutejula estos microorganismos Estas bac-
terias prefieren vivir lejos de las aacutereas oxigenadas en regiones donde
hay poco o ninguacuten oxiacutegeno son anaeroacutebicas En un medio acuoso el
nivel de oxiacutegeno decrece a medida que se avanza en profundidad y las
bacterias magnetotaacutecticas utilizan sus bruacutejulas internas para conocer
doacutende se encuentra lo maacutes profundo
Las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica son paralelas a la superficie de la
tierra solo en el ecuador en la medida que nos alejamos de alliacute las
liacuteneas de induccioacuten se inclinan hacia la tierra hasta llegar a ser perpen-
diculares en los polos En el hemisferio sur salen de la tierra formando
un aacutengulo y en el hemisferio norte entran en la tierra de manera que
las bacterias que viven en el hemisferio norte al orientarse hacia el
norte van efectivamente hacia lo maacutes profundo Y como era de espe-
rar se comproboacute que las bacterias del hemisferio sur en vez de seguir
el norte se orientan al sur En el ecuador se encuentra una mezcla de
bacterias tipo lsquonortersquo y tipo lsquosurrsquo En experimentos realizados en el
laboratorio la inversioacuten artificial de los campos norte y sur llevoacute a una
inversioacuten de la polaridad de las bacterias en un teacutermino de 8 semanas
Otros ejemplos
Se ha descubierto que las abejas poseen material magneacutetico en la parte
anterior del abdomen el magnetismo parece desarrollarse en el estado
de crisaacutelida y persiste luego en los adultos Tambieacuten existe material
magneacutetico en la anguila particularmente en los huesos del craacuteneo de la
columna vertebral y la faja pectoral En la cabeza y el cuello de las
palomas mensajeras se ha encontrado material ferromagneacutetico en es-
tructuras visibles a simple vista (05 - 2 mm) entre la membrana que
cubre el sistema nervioso central (duramadre) y el craacuteneo Cuando el
material se observa al microscopio electroacutenico aparece una sustancia
opaca de aproximadamente 01 microacutemetros de espesor constituida por
cristales negros de magnetita Tambieacuten se ha encontrado magnetita en
mamiacuteferos especialmente en el delfiacuten comuacuten del Paciacutefico (Delphinus
delphis) aunque esta sustancia magneacutetica se ha localizado en muchas
partes de la cabeza la regioacuten de mayor concentracioacuten se encuentra unos
2 cm detraacutes de la cresta formada por la sutura de las partes occipitales
parietales y frontales en la parte izquierda de la hoz cerebral entre el
craacuteneo y la duramadre
47
Los tiburones poseen un complejo sistema de deteccioacuten electromag-
neacutetico disperso en su cabeza (aacutempulas electrorreceptoras de Lorenzini)
Las aacutempulas estaacuten unidas por canales conductores gelatinosos Cuando
el tiburoacuten avanza con una cierta velocidad va atravesando las compo-
nentes horizontales del campo magneacutetico terrestre Esto crea una dife-
rencia de potencial eleacutectrico en las aacutempulas Como la piel del tiburoacuten
tiene una resistividad muy alta no aparece una diferencia de potencial
detectable entre la superficie ventral y dorsal del animal Sin embargo
la alta conductividad de los canales siacute ocasiona una diferencia de poten-
cial notable en las aacutempulas (A Kalmijn IEEE Trans Magn 17 1113
1981) El umbral de deteccioacuten del campo eleacutectrico por las aacutempulas se
considera cercano a los 2 μVm (iexcleste es el valor del campo que se ob-
tendriacutea con una bateriacutea corriente si los bornes estuvieran separados a
750 km) Una sensibilidad tan extraordinaria sugiere que la magneto-
rrecepcioacuten mediante la induccioacuten magneacutetica es perfectamente posible
Es decir el tiburoacuten utilizariacutea la deteccioacuten del voltaje inducido para de-
terminar su posicioacuten relativa a las liacuteneas de induccioacuten del campo mag-
neacutetico terrestre
Cada antildeo miles de ballenas y delfines quedan varados vivos o
muertos en las playas de todo el mundo Lo mismo puede encallar un
solo animal que toda una manada Algunos de estos animales son viejos
y enfermos pero tambieacuten hay muchos joacutevenes y fuertes A pesar de que
los encallamientos ocurren con frecuencia no siempre se ha podido
encontrar una explicacioacuten razonable de este comportamiento Algunos
de estos sucesos son faacuteciles de explicar los animales mueren en el mar
y las corrientes los llevan hasta la playa Pero cuando los animales que
quedan varados estaacuten vivos es mucho maacutes difiacutecil encontrar una explica-
cioacuten Una de las muchas teoriacuteas que existen es que el encallamiento
ocurre donde las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico terrestre
cruzan la liacutenea de la costa razoacuten por la cual los animales pierden su
orientacioacuten
Se han llevado a cabo gran cantidad de experimentos para verificar
el sentido de orientacioacuten magneacutetica de muchos animales sometieacutendolos
a la accioacuten de campos magneacuteticos y estudiando su comportamiento bajo
diferentes condiciones los experimentos preferidos son con palomas
mensajeras aunque tambieacuten se experimenta con insectos peces hellip y
hasta con personas Algunos experimentos proporcionan evidencia a
favor de un sistema de orientacioacuten fundamentado en el campo magneacuteti-
co de la tierra otros no
Figura 29 Orientacioacuten magneacutetica Posible explicacioacuten
del por queacute tantas ballenas y delfines quedan embarran-
cados en las playas (ver texto)
No obstante a pesar de los muacuteltiples experimentos auacuten no se ha po-
dido idear un posible mecanismo que explique coacutemo se logra la orien-
tacioacuten En las bacterias magnetotaacutecticas el mecanismo de orientacioacuten es
muy simple funciona incluso con la bacteria muerta En un organismo
maacutes complejo debiera existir alguna conexioacuten de la sustancia magneacutetica
con el sistema nervioso para poder explicar la conducta de orientacioacuten
observada pero tal conexioacuten auacuten no se ha encontrado Como conse-
cuencia aunque no es difiacutecil encontrar escritos que dan por sentado que
muchas aves se guiacutean en sus migraciones por una combinacioacuten visual y
magneacutetica muchos biofiacutesicos no creen que la sensibilidad al campo
magneacutetico de los animales superiores esteacute comprobada y el tema se
encuentra auacuten abierto a la investigacioacuten
Magnetizacioacuten teacutecnica Hasta 1821 solo se conociacutea el campo magneacutetico asociado a los imanes
permanentes En ese antildeo el cientiacutefico daneacutes Hans Christian Oersted
mientras mostraba a sus amigos el flujo de una corriente eleacutectrica en un
alambre notoacute que el paso de la corriente haciacutea que la aguja de una bruacute-
jula cercana se moviera El nuevo fenoacutemeno fue estudiado en detalle
con posterioridad por Andreacute-Marie Ampegravere quien fue el primero en
demostrar que dos alambres conductores paralelos por los que circula
una corriente continua en el mismo sentido se atraen a causa del campo
magneacutetico asociado a la corriente Si los sentidos de la corriente son
opuestos los alambres se repelen
La direccioacuten de las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas al
alambre con corriente cumple la regla de la mano derecha si se orienta
el pulgar en el sentido de la corriente los restantes dedos de la mano
indican el sentido de giro de las liacuteneas de induccioacuten alrededor del alam-
bre (figura 210)
Figura 210 Experimento de Oersted La bruacutejula tiende a orientarse parale-
la a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica asociadas a la corriente Las liacuteneas
de induccioacuten forman circunferencias conceacutentricas alrededor del alambre en
toda su longitud
Un enrollado de alambre conductor con muchas vueltas en paralelo
actuacutea como un electroimaacuten cuando se le hace pasar una corriente eleacutec-
trica Sus propiedades magneacuteticas son ideacutenticas a las de un imaacuten per-
manente (figura 211) El clavo de hierro en la figura actuacutea como un
nuacutecleo ferromagneacutetico que refuerza notablemente las propiedades del
electroimaacuten por la contribucioacuten de la magnetizacioacuten M del material
Mediante los electroimanes es posible generar campos magneacuteticos
de gran intensidad Aplicando esos campos a una sustancia ferromagneacute-
tica ldquodurardquo es posible fabricar imanes permanentes artificiales
La tecnologiacutea de construccioacuten de los imanes artificiales ya tiene maacutes
de 100 antildeos y ha posibilitado obtener imanes cada vez maacutes pequentildeos
con campos magneacuteticos cada vez maacutes intensos Los imanes sinteacuteticos
actuales poseen muchiacutesima maacutes energiacutea y poder de atraccioacuten que la
magnetita natural (figura 212)
Figura 211 A Electroimaacuten de construccioacuten casera con un
nuacutecleo de hierro (clavo) B Electroimaacuten industrial de gran
potencia
Figura 212 Efectos sorprendentes obtenidos con superimanes sinteacuteticos mo-
dernos de neodimio-hierro-boro
Grabacioacuten magneacutetica La singular propiedad que poseen los materiales duros de conservar la
magnetizacioacuten permite utilizarlos como elementos de memoria o alma-
cenamiento de datos El primer instrumento de registro y lectura mag-
neacutetica el telegraacutefono fue inventado en 1898 por el ingeniero daneacutes
Valdemar Poulsen Como sistema grabador utilizaba una cinta de acero
y un pequentildeo electroimaacuten o cabezal en forma de herradura Mediante
un circuito eleacutectrico lograba convertir las sentildeales sonoras en impulsos
magneacuteticos Los impulsos orientaban en forma codificada los dominios
magneacuteticos de la cinta mientras se deslizaba sobre los polos del electro-
imaacuten movida por un sistema mecaacutenico auxiliar Posteriormente se
podiacutea reproducir el sonido haciendo pasar la cinta sobre los polos de
otro electroimaacuten que haciacutea las veces de lector o reproductor La cinta
en movimiento previamente magnetizada induciacutea en la bobina del
electroimaacuten una pequentildea diferencia de potencial eleacutectrico Esa sentildeal
podiacutea ser amplificada y convertida de nuevo en sonido mediante otro
circuito electroacutenico que decodifica la grabacioacuten magneacutetica
Uno de los soportes que llegoacute a ser muy popular para grabar cintas
de audio y video ya obsoleto fue el casete compacto con cinta de dos o
cuatro pistas Estas cintas se construiacutean utilizando alguacuten material mag-
neacutetico finamente pulverizado (usualmente oacutexidos de hierro o cromo)
disperso en un material plaacutestico suficientemente flexible y resistente El
cabezal de grabacioacuten era un electroimaacuten muy pequentildeo de varios miliacute-
metros de longitud y con los polos muy proacuteximos separados solamente
por fracciones de miliacutemetro Para lsquoborrarrsquo la cinta se haciacutea pasar una
corriente alterna por el electroimaacuten El campo variable que genera esta
corriente desordena totalmente los dominios magneacuteticos en la cinta y el
sistema queda listo para grabar nuevamente Sistemas similares de gra-
bacioacuten y lectura magneacutetica se utilizan actualmente en tarjetas de creacutedi-
to de teleacutefonos de identificacioacuten o en boletos y tickets de uso muacuteltiple
del metro y de los autobuses urbanos en algunos paiacuteses
En el denominado disco duro (HDD) de las computadoras la graba-
cioacuten magneacutetica se lleva a cabo sobre una peliacutecula metaacutelica muy delgada
mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad de disco (un pe-
quentildeo electroimaacuten que cambia la orientacioacuten magneacutetica de los domi-
nios magneacuteticos o una magnetorresistencia lectora figura 213)
52
En los primeros disquetes o discos flexibles de 3frac12 pulgadas ya
tambieacuten desplazados por las memorias USB (Universal Serial Bus) la
grabacioacuten se hace sobre micropartiacuteculas de oacutexido magneacutetico dispersas
en un plaacutestico semirriacutegido al igual que en las tarjetas de creacutedito o de
identificacioacuten Si un disquete una cinta o una tarjeta magneacutetica se acer-
can por descuido a un imaacuten permanente o a un electroimaacuten la informa-
cioacuten grabada en forma codificada en los dominios magneacuteticos puede
que se destruya de forma irreversible aunque macroscoacutepicamente el
disquete o la cinta no muestren el menor dantildeo fiacutesico
El campo asociado a las sustancias magneacuteticas puede ser afectado
por factores como la temperatura los campos externos intensos los
choques tensiones vibraciones radiaciones y el tiempo transcurrido
Los primeros imanes sinteacuteticos tendiacutean a desmagnetizarse muy faacutecil-
mente los actuales conservan casi invariables sus propiedades magneacute-
ticas a temperatura ambiente con el paso del tiempo Los imanes mo-
dernos tampoco son afectados sensiblemente por los demaacutes factores
mencionados excepto en casos extremos
Figura 213 Figura 02-13 Disco duro (HDD) Los maacutes re-
cientes poseen 4 o maacutes brazos moacuteviles Tomado de
httpwwwtaringanetpostsinfo2392240Ensamblaje-de-
pchtml
53
Apeacutendice SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Es posible considerar el inicio de lo que hoy se conoce como Sistema
Internacional de Unidades (SI) a partir de la implantacioacuten en Francia
del Sistema Meacutetrico Decimal (SMD) a finales de los 1700 Poco des-
pueacutes de la implantacioacuten del SMD se elaboraron dos patrones de platino
iridio el metro y el kilogramo que fueron registrados de forma oficial
en ese paiacutes a mediados de 1799 (figuras 214 y 215)
El kilogramo patroacuten auacuten se mantiene La definicioacuten del metro se ha
modificado varias veces a lo largo de los antildeos con el fin de disminuir
cada vez maacutes la incertidumbre en las comparaciones con los patrones
secundarios de otros paiacuteses La 17a Conferencia General de la Oficina
Internacional de Pesos y Medidas (BIPM en el idioma original Bureau
International des Poids et Mesures) adoptoacute el acuerdo de que a partir
de 1983 el metro se definiera como la distancia que recorre la luz en el
vaciacuteo durante un intervalo de 1299 792 458 de segundo
Las obligaciones del BIPM incluyen la actualizacioacuten de un sistema
global de unidades para que exista unicidad en la presentacioacuten de los
descubrimientos cientiacuteficos e innovaciones en la industria y en el co-
mercio internacional El Buroacute tambieacuten se encarga de promover la im-
portancia de la metrologiacutea para la ciencia la industria y la sociedad y
de velar por la calidad de los patrones primarios contra los que se com-
paran los patrones secundarios del resto del mundo
Con ese fin colabora con otras agencias internacionales coordina
eventos cientiacuteficos publica informes perioacutedicos proporciona servicios
para la correcta calibracioacuten de instrumentos y patrones realiza activi-
dades cientiacuteficas y teacutecnicas en sus propios laboratorios para beneficio
de los estados miembros y coordina el mejoramiento del Sistema Inter-
nacional de Unidades organizando conferencias generales
El primero de enero de 2015 el BIPM contaba con 55 estados
miembros y 41 asociados a las conferencias Entre los miembros per-
manentes 7 de ellos son latinoamericanos Argentina Brasil Chile
Colombia Meacutexico Uruguay y Venezuela Entre los asociados se en-
cuentran otros 7 Bolivia Costa Rica Cuba Ecuador Panamaacute Para-
guay y Peruacute Es usual que cada paiacutes cuente con su propia oficina de
pesas y medidas aunque hay paiacuteses donde la denominacioacuten es diferente
y se hace un eacutenfasis mayor en la metrologiacutea que en los patrones
Figura 214 Patrones secundarios del metro patroacuten prima-
rio (distancia entre dos marcas en la superficie de la ba-
rra)
Figura 215 Prototipo internacional del kilogramo
55
El Sistema Internacional de Unidades reconoce 7 magnitudes fun-
damentales definidas a partir del criterio operacional que consiste en
describir la forma en que se mide cada magnitud (tabla A1) Cualquier
otra magnitud es una magnitud derivada obtenida a partir de foacutermulas
o expresiones matemaacuteticas que reflejan alguna propiedad fiacutesica
TABLA A1
Magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de
Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
de la unidad Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eleacutectrica ampere A
Temperatura termodinaacutemica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
En la tabla A2 aparecen las unidades derivadas del Sistema Interna-
cional traducidas al castellano junto a su correcta denominacioacuten Note
que los nombres de las magnitudes se escriben con minuacutescula aunque
siguen la ortografiacutea del correspondiente apellido que le dio origen en el
idioma original ie no se castellanizan Con excepcioacuten del metro el
kilogramo el segundo el mol y la candela los siacutembolos se escriben con
mayuacutescula En adicioacuten se reconocen dos magnitudes y unidades su-
plementarias el aacutengulo plano (radiaacuten [rad]) y el aacutengulo soacutelido (esterra-
diaacuten [sr])
En muchos paiacuteses las normas que regulan las unidades de medida y
su terminologiacutea alcanzan la categoriacutea de ley En Cuba estaacuten definidas
por el Decreto-ley 92 de fecha 30 de diciembre de 1982 que tambieacuten
regula la equivalencia con las unidades de otros sistemas de medida
56
TABLA A2
Magnitudes derivadas del Sistema Internacional de Unidades
Magnitud Unidad Siacutembolo
Relacioacuten con otras unidades
Frecuencia hertz Hz s-1
Fuerza newton N kgms2
Presioacuten pascal Pa Nm2
Energiacutea trabajo joule J Nm
Potencia watt W Js
Carga eleacutectrica coulomb C As
Potencial fuerza electro-
motriz volt V JC WA
Capacidad farad F CV
Resistencia eleacutectrica ohm Ω VA
Conductancia siemens S AV
Flujo magneacutetico weber Wb Vs
Induccioacuten magneacutetica tesla T Wbm2
Inductancia henry H WbA
Flujo luminoso lumen lm cdsr
Luminancia lux lx lmm2
Actividad radiactiva becquerel Bq Is
Dosis de radiacioacuten absor-
bida gray Gy Jkg
Dosis equivalente slevert Sv Jkg
57
BIBLIOGRAFIacuteA DEL APEacuteNDICE
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httpwwwbipmorgenabout-us
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Ley No 15298 Sistema de unidades de medida 22jul982
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httpwwwnormalizaciongobec
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wwwineccgobmxpublicacionesdownloadsimexico1pdf
58
CAPIacuteTULO 3
CORRIENTE ELEacuteCTRICA
Carga eleacutectrica El rayo es la manifestacioacuten maacutes espectacular de los fenoacutemenos eleacutectri-
cos en la naturaleza pero no es ni mucho menos la uacutenica En los paiacuteses
de clima seco es bastante comuacuten que los objetos se electricen a causa
del rozamiento Ponerse o quitarse un abrigo afelpado o sinteacutetico en
invierno puede ser suficiente para lograr que el cuerpo adquiera una
cantidad apreciable de carga eleacutectrica Posteriormente al tocar cual-
quier objeto unido a tierra se puede originar una descarga brusca en el
punto de contacto que se manifiesta como una intensa vibracioacuten de
corta duracioacuten (el tiacutepico corrientazo)
En las regiones geograacuteficas de clima muy seco es comuacuten que la des-
carga vaya acompantildeada de emisioacuten de sonido e incluso de luz en forma
de chispas claramente visibles en la penumbra El fuego de San Telmo
es el nombre tradicional que se le da en Espantildea a una descarga eleacutectrica
luminosa que puede aparecer durante tormentas fuertes en objetos pro-
minentes suele verse en campanarios en los extremos de los maacutestiles y
de las alas de los aviones en la proa de los barcos y a veces cerca de
la cabeza de una persona o en las astas del ganado El nombre tiene su
origen en que los antiguos marinos del Mediterraacuteneo lo consideraban
una sentildeal enviada por su patroacuten San Telmo
La electrizacioacuten por frotamiento o triboelectricidad es conocida des-
de la antiguumledad De hecho el primer fenoacutemeno eleacutectrico artificial que
se observoacute fue la propiedad que presentan algunas sustancias como el
aacutembar que al ser frotadas con piel o lana son capaces de atraer objetos
pequentildeos El aacutembar es una resina foacutesil que en tiempos prehistoacutericos fue
exudada por diferentes aacuterboles coniacuteferos ahora extinguidos Suele ser
de color amarillo tostado Se encuentra en trozos redondeados e irregu-
lares en granos o en gotas es algo fraacutegil y emana un olor agradable
cuando se frota En la antiguumledad se obteniacutea en la costa sur del mar
Baacuteltico donde auacuten se sigue hallando Su nombre griego es electroacuten de
donde surgioacute el concepto electricidad
Una varilla de vidrio frotada con seda tambieacuten posee una capacidad
similar a la del aacutembar para atraer objetos no cargados Pero dos varillas
de vidrio frotadas con seda se repelen mientras que la misma varilla
atrae al aacutembar frotado con lana lo que indica la existencia de dos tipos
de electrizacioacuten o lsquocarga eleacutectricarsquo (Figura 31) Al vidrio frotado con
seda se le atribuyoacute arbitrariamente una carga positiva (+) mientras que
la carga del aacutembar frotado con lana es negativa (-)
Figura 31 Interaccioacuten entre cuerpos cargados Dos
varillas con carga de igual signo se repelen Si las cargas
son de signo opuesto se atraen
El franceacutes Charles Coulomb establecioacute las relaciones numeacutericas en-
tre los valores de las cargas y sus interacciones tanto de atraccioacuten como
de repulsioacuten En 1777 inventoacute la balanza de torsioacuten para medir las fuer-
zas de atraccioacutenrepulsioacuten cuantitativamente En la Figura 32 al girar
el cabezal de suspensioacuten es posible compensar las fuerzas eleacutectricas
gracias a la torsioacuten aplicada al hilo Los valores numeacutericos se obtienen
determinando el aacutengulo que el cabezal debe rotar para llevar las cargas
a su posicioacuten inicial
Con esta balanza Coulomb pudo establecer el principio que rige la
interaccioacuten entre las cargas eleacutectricas la ley de Coulomb Esta ley esta-
blece que la fuerza de interaccioacuten F entre dos cargas puntuales q1 y q2
(partiacuteculas de tamantildeo tan reducido que es posible no tomar en cuenta
sus dimensiones) es proporcional al producto de las cargas e inversa-
mente proporcional al cuadrado de la distancia r de separacioacuten En no-
tacioacuten matemaacutetica
q q1 2F α 2r
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga es el
coulomb (C) la distancia r estaacute en metros y la fuerza F se mide en new-
ton (N)
Este resultado es muy parecido al que se obtiene cuando se analiza
la interaccioacuten entre polos magneacuteticos Sin embargo existe una diferen-
cia fundamental las cargas positivas y negativas existen por separado
pero no es posible separar los polos magneacuteticos como se expresoacute en el
capiacutetulo 2
61
Figura 32 Balanza de torsioacuten
de Coulomb La partiacutecula de
carga q2 tiene un contrapeso
no cargado al otro lado de la
barra para equilibrar su masa
En su estado normal el nuacutemero de electrones en cualquier aacutetomo es
siempre igual al nuacutemero de protones de aquiacute que el aacutetomo en conjunto
es eleacutectricamente neutro Y cualquier cuerpo constituido por ellos tam-
bieacuten lo seraacute Sin embargo los cuerpos pueden adquirir electrones en
exceso o perderlos y entonces se cargan negativa o positivamente
Un cuerpo con exceso de electrones posee una carga neta negativa
mientras que si posee un defecto de electrones estaraacute cargado positiva-
mente Al frotar el vidrio con la seda los electrones que se encuentran
maacutes cercanos a la superficie son arrancados del vidrio pasando a la
seda y dejando atraacutes un defecto de carga negativa Ese defecto se tradu-
ce en el exceso de carga positiva que adquiere el vidrio por ese motivo
el vidrio y la seda adquieren la misma magnitud de carga pero de sen-
tido contrario el uno positiva y la otra negativa
Esta es una caracteriacutestica general del comportamiento de las cargas
en la naturaleza lo que aparece como carga positiva en un lugar siem-
pre debe aparecer como carga negativa en otro Dicho de otra forma la
suma de cargas positivas y negativas en cualquier sistema cerrado
siempre seraacute constante Esta ley universal se conoce como principio de
conservacioacuten de la carga La otra ley fundamental asociada a la cargas
eleacutectrica es su cuantificacioacuten la carga eleacutectrica estaacute cuantificada o
cuantizada Este principio reconoce el hecho de que cualquier carga es
siempre un muacuteltiplo entero de la carga del electroacuten y de que es imposi-
ble obtener una carga de menor valor Pero como la carga del electroacuten
es tan pequentildea (asymp 160 x 10-19 C) en los caacutelculos y aplicaciones ma-
croscoacutepicas siempre se puede considerar que la carga variacutea de manera
continua
El campo eleacutectrico iquestCoacutemo explicar la interaccioacuten a distancia entre cargas eleacutectricas sin
contacto directo similar a la interaccioacuten que tiene lugar entre los polos
magneacuteticos de los imanes La explicacioacuten es tambieacuten similar a la que
ofrece el magnetismo Se considera que las cargas eleacutectricas modifican
el espacio que las rodea creando un campo eleacutectrico capaz de interac-
cionar con otras cargas Mientras que el campo magneacutetico se representa
mediante liacuteneas de induccioacuten magneacutetica el campo eleacutectrico se repre-
senta mediante liacuteneas de fuerza que se dibujan en forma similar a las
liacuteneas de induccioacuten
62
El valor o intensidad de campo eleacutectrico se designa usualmente por
la letra E y en el Sistema Internacional de Unidades tiene dimensiones
de newtoncoulomb (NC) aunque muchas veces se prefiere utilizar el
equivalente voltmetro (Vm)
El campo eleacutectrico y el magneacutetico son esencialmente diferentes pe-
ro no son totalmente independientes como quedaraacute esclarecido maacutes
adelante Los campos eleacutectricos estaacuteticos interaccionan con las cargas
eleacutectricas y generan corrientes pero no interaccionan con los imanes
Los campos magneacuteticos asociados a las corrientes interaccionan con los
polos magneacuteticos de un imaacuten pero no lo hacen con las cargas eleacutectricas
en reposo Sin embargo siacute interaccionan con las cargas en movimiento
y con las corrientes eleacutectricas que no son maacutes que cargas en movimien-
to en el interior de los conductores Para la mejor comprensioacuten del lec-
tor en la tabla 31 se muestran estas propiedades de forma resumida
TABLA 31
Interaccioacuten de los campos estaacuteticos independientemente
de cual sea su origen
Campo electrostaacutetico Campo magnetostaacutetico
No interaccionan entre siacute pero siacute lo hacen con
Cargas eleacutectricas en reposo y en
movimiento
(pero no con los polos magneacuteti-
cos)
Cargas en movimiento (pero no en
reposo)
Corrientes eleacutectricas
Si hay corrientes hay campo eleacutec-
trico Polos magneacuteticos
Conductor y dieleacutectrico
Existen materiales donde los electrones se encuentran muy deacutebilmente
ligados a los aacutetomos de manera que pueden lsquosaltarrsquo sin dificultad de un
aacutetomo a otro y moverse con facilidad en el seno del material Se deno-
minan conductores En caso contrario cuando los electrones se encuen-
tran fuertemente ligados al aacutetomo y resulta difiacutecil lograr que se despla-
cen de un lado a otro tenemos un aislador o dieleacutectrico
63
Unos pocos materiales no son conductores pero tampoco no tan
buenos aislantes como los dieleacutectricos (por ejemplo el grafito y el sili-
cio) y se denominan semiconductores
Todos los metales como el oro la plata el aluminio y el cobre son
buenos conductores Tambieacuten lo son las sales fundidas y muchas diso-
luciones asiacute como los gases ionizados La madera seca el papel la
goma los plaacutesticos los gases inertes los aceites el maacutermol y el vidrio
son dieleacutectricos
La facilidad con que un determinado material puede o no transportar
las cargas eleacutectricas en su seno se mide por su conductividad designada
usualmente por la letra griega sigma () En el SI de unidades se mide
en siemensmetro (Sm) El inverso de la conductividad es la resistivi-
dad (letra griega rho) que mide justamente lo contrario la oposicioacuten
del material al paso de las cargas eleacutectricas Se mide en ohm-metro
(m) Una resistividad pequentildea indica una gran conductividad y vice-
versa en lenguaje matemaacutetico y son reciacuteprocos = 1
En un metal buen conductor de la electricidad es del orden de 2 x
10-8 m mientras que para un mal conductor como el vidrio puede
variar en dependencia del tipo de vidrio entre 1010 y 1014 m El sili-
cio un semiconductor tiene una resistividad de 640 Ωm Observe que
entre los valores extremos hay una diferencia de 22 oacuterdenes (es decir
un uno seguido de 22 ceros)
En el caso de los liacutequidos y gases la conductividad no es electroacutenica
sino ioacutenica Los portadores de carga no son los electrones sino aacutetomos
o moleacuteculas ionizados (aniones y cationes) con un exceso o defecto de
electrones (Figura 33)
Figura 33 Formacioacuten de aniones y cationes
64
Un ion se forma cuando un aacutetomo neutro o un grupo de aacutetomos gana
o pierde uno o maacutes electrones Un aacutetomo que pierde un electroacuten forma
un ion de carga positiva o catioacuten El que gana un electroacuten forma un ion
de carga negativa o anioacuten Al disolverse en agua la sal de mesa produ-
ce aniones de cloro y cationes de sodio en disolucioacuten El agua pura es
un dieleacutectrico y conduce muy mal la corriente eleacutectrica pero el agua
salada es un buen conductor de la electricidad
La presencia de iones en el cuerpo humano hace que este se compor-
te internamente como un conductor aceptable de la electricidad Y en la
parte externa la conductividad de la piel puede variar apreciablemente
en dependencia de su grosor y de si estaacute seca o huacutemeda
Interaccioacuten con un campo externo iquestQueacute sucede cuando un soacutelido conductor de la electricidad se coloca en
una regioacuten donde existe un campo eleacutectrico Como dentro del conduc-
tor las cargas tienen gran movilidad los electrones son atraiacutedos hacia el
origen del campo hasta neutralizar totalmente las liacuteneas de fuerza El
campo eleacutectrico es apantallado por las cargas moacuteviles y su valor en el
interior del conductor se hace cero (Figura 34) Cuando cesa el movi-
miento de las cargas y se alcanza el equilibrio las liacuteneas de fuerza que-
dan perpendiculares a la superficie del conductor (No podriacutea ser de
otra manera Si no fueran perpendiculares existiriacutean componentes del
campo paralelos a la superficie y las cargas nunca alcanzariacutean el estado
de equilibrio) El efecto de apantallamiento tiene lugar de la misma
forma en un conductor con cavidades o sin ellas
Para que las cargas puedan escapar fuera de la superficie (produc-
cioacuten de chispas por ionizacioacuten del aire que rodea al conductor) se nece-
sitan campos eleacutectricos muy intensos
iquestQueacute sucede si en vez de un conductor colocamos un dieleacutectrico no
conductor en la regioacuten donde existe el campo eleacutectrico En los dieleacutec-
tricos los electrones portadores de carga eleacutectrica no pueden moverse
libremente y el campo eleacutectrico no seraacute apantallado como en el conduc-
tor Sin embargo las nubes electroacutenicas siacute pueden reordenarse dentro
de cada moleacutecula bajo la accioacuten del campo externo causando una cierta
distorsioacuten en las liacuteneas de fuerza aunque no tan intensa como en el
65
caso de los conductores El comportamiento no es exactamente el mis-
mo en soacutelidos y liacutequidos ni tampoco si el dieleacutectrico estaacute constituido
por moleacuteculas polares o no polares
Figura 34 Distorsioacuten de las liacuteneas de fuerza del campo
eleacutectrico en presencia de un conductor
Sustancias polares y no polares Muchas moleacuteculas aunque eleacutectricamente neutras poseen polaridad a causa de la distribucioacuten asimeacutetrica de sus nubes electroacutenicas que origi-nan centros no coincidentes de carga positiva y negativa Se denominan moleacuteculas polares Las moleacuteculas simeacutetricas no poseen esta propiedad son no polares La denominacioacuten tambieacuten se aplica a las sustancias formadas por esas moleacuteculas sustancias polares y no polares
La distribucioacuten asimeacutetrica se caracteriza por tener un dipolo eleacutectri-
co asociado que puede representarse graacuteficamente por dos cargas de
igual magnitud (q) y signos contrarios separadas una distancia L ( Fi-
gura 35) En el dipolo las liacuteneas de fuerza salen de la carga positiva y
terminan en la negativa El momento del dipolo tiene un valor p = qL
66
Figura 35 Dipolo eleacutectrico
Liacutequidos y gases polares Las moleacuteculas de liacutequidos y gases pueden fluir Significa que pueden
rotar y trasladarse libremente de un lugar a otro dentro del recipiente
que las contiene (y de ahiacute que a liacutequidos y gases se les llame fluidos
indistintamente) Un ejemplo tiacutepico de moleacutecula polar de este tipo es la
moleacutecula de agua constituida por dos aacutetomos de hidroacutegeno y uno de
oxiacutegeno colocados en forma asimeacutetrica (Figura 36)
Figura 36 Dipolo eleacutectrico de la moleacutecula de agua
67
Al formarse los enlaces quiacutemicos los electrones de los aacutetomos de
hidroacutegeno son atraiacutedos hacia el oxiacutegeno creaacutendose una distribucioacuten
asimeacutetrica de cargas aparece un exceso de carga negativa en un extre-
mo de la moleacutecula y positiva en el otro Por convenio el momento
dipolo de la moleacutecula estaacute dirigido de (-) a (+) desde el aacutetomo de oxiacute-
geno hacia los aacutetomos de hidroacutegeno como indica la flecha en la Figura
36
En los liacutequidos y gases polares cuando se aplica un campo eleacutectrico
externo las moleacuteculas rotan y tienden a orientarse paralelas a la direc-
cioacuten del campo La parte negativa es atraiacuteda hacia el origen del campo
mientras que la positiva es repelida Si se aplica un campo eleacutectrico a
un recipiente con agua u otro liacutequido dieleacutectrico las moleacuteculas se orde-
nan de forma tal que aparece un exceso de carga en las paredes del re-
cipiente (Figura 37) El campo eleacutectrico se atenuacutea parcialmente en el
interior del liacutequido pero sin que llegue a anularse en su totalidad
Figura 37 Un dieleacutectrico polar liacutequido en el cam-
po eleacutectrico mostrando la orientacioacuten de los dipo-
los y la atenuacioacuten de las liacuteneas de fuerza
Un dieleacutectrico muy importante es el agua Constituye 50 a 90 de
la masa total de los organismos vivos Cuando el campo eleacutectrico inter-
acciona con los tejidos la presencia del agua en los fluidos del cuerpo
atenuacutea considerablemente la penetracioacuten del campo hacia los tejidos
maacutes internos Ademaacutes hay que tener en cuenta que tambieacuten estaraacuten
presentes diferentes iones que pueden moverse con mayor o menor
libertad en el seno del correspondiente fluido proporcionaacutendole a eacuteste
propiedades conductoras que pueden favorecer auacuten maacutes el apantalla-
miento Este uacuteltimo efecto resulta difiacutecil de evaluar a causa de la solva-
tacioacuten de los iones
Solvatacioacuten El proceso de disolucioacuten de un soacutelido trae aparejado la remocioacuten de
aacutetomos de las posiciones fijas a las que estaban sujetos formaacutendose
iones que quedan rodeados por las moleacuteculas del disolvente (el solva-
to) Los iones solvatados se atraen entre siacute con menor fuerza que en el
soacutelido y el efecto depende tanto de la naturaleza quiacutemica de la sustan-
cia disuelta como del disolvente Al aplicar un campo externo a la diso-
lucioacuten el comportamiento se veraacute afectado por todos los factores que
influyen en la solvatacioacuten ademaacutes de las estrictamente relacionadas
con las propiedades de los dipolos
Soacutelido polar Los aacutetomos o moleacuteculas de un soacutelido no pueden desplazarse de su lugar
al interaccionar con un campo eleacutectrico externo solo pueden oscilar
alrededor de sus posiciones fijas de equilibrio Sin embargo cuando el
campo eleacutectrico actuacutea sobre las nubes electroacutenicas del soacutelido estas se
redistribuyen con resultados similares a lo que ocurre en gases y liacutequi-
dos Aparece un exceso de cargas de signo contrario en las superficies
maacutes cercanas y alejadas del campo respectivamente y el campo eleacutectri-
co en el interior se atenuacutea Usualmente la atenuacioacuten es menor que en
los liacutequidos
Sustancias no polares En los liacutequidos y soacutelidos no polares tiene lugar un proceso parecido al
que ocurre en las sustancias polares Aunque inicialmente no existe un
momento dipolo en las moleacuteculas el campo eleacutectrico externo deforma
las nubes electroacutenicas que antes eran simeacutetricas y crea dipolos induci-
dos que se comportan en forma similar a los permanentes Como es de
esperar el efecto de apantallamiento y la atenuacioacuten del campo en el
interior del cuerpo considerado seraacute bastante menor que el caso de las
moleacuteculas polares
69
En resumen el apantallamiento eleacutectrico y la atenuacioacuten del campo
en el interior de los dieleacutectricos tienen lugar en mayor o menor grado en
todos ellos cualquiera sea su composicioacuten e independientemente de si
sus moleacuteculas forman dipolos permanentes o no La permitividad rela-
tiva εr una magnitud adimensional da una medida de la capacidad que
tienen las diferentes sustancias para polarizarse y por tanto para apan-
tallar el campo eleacutectrico En la tabla 32 se muestran algunos valores
tiacutepicos
TABLA 32
Permitividad relativa de algunos materiales
Material εr (adimensional)
Vaciacuteo 100000
Aire 100054
Papel 35
Porcelana 65
Tefloacuten 21
Oacutexido de titanio 100
Agua 78
La atenuacioacuten de los campos electrostaacuteticos en el interior de los or-
ganismos vivos hace difiacutecil su posible aplicacioacuten con fines terapeacuteuticos
Para que atraviesen la piel y penetren en el organismo de manera efec-
tiva se necesitan campos de gran intensidad de difiacutecil manipulacioacuten y
con alto riesgo de accidentes La intensidad de campo necesaria es tal
que puede llegar a ionizar el aire que rodea al sujeto generando chispas
y causando quemaduras en la piel El proceso es similar a la descarga
de un rayo pero a mucha menor escala
No ocurre asiacute con el campo magneacutetico que posee un poder de pene-
tracioacuten mucho mayor en los tejidos bioloacutegicos que el campo eleacutectrico
Aplicando campos magneacuteticos variables en el tiempo de baja intensidad
en el exterior de un sujeto se pueden generar campos eleacutectricos en su
interior sin riesgo de dantildeo eleacutectrico Sin embargo los campos genera-
dos tambieacuten seraacuten variables en el tiempo no electrostaacuteticos En el capiacute-
tulo IV se analiza con mayor detalle la interaccioacuten entre campos eleacutectri-
cos y magneacuteticos 70
Corriente continua y fuerza electromotriz Con anterioridad se explicoacute que cuando un conductor interacciona con un campo eleacutectrico externo las cargas se redistribuyen y van hacia la superficie de forma que apantallan el campo en el interior del conduc-tor
Cuando el campo eleacutectrico se aplica en el interior de un alambre
conductor el resultado es diferente Mientras se suministre suficiente
energiacutea para mantener la presencia del campo los electrones se man-
tendraacuten continuamente en movimiento dirigieacutendose hacia el origen del
campo y creando una corriente continua La intensidad (i) de la corrien-
te se define como la cantidad de carga eleacutectrica que atraviesa cualquier
seccioacuten transversal S del alambre en un segundo (figura 38) Su unidad
en el Sistema Internacional de Unidades es el ampere (A) en honor de
Andreacute-Marie Ampegravere matemaacutetico y fiacutesico franceacutes Por convenio el
sentido de la corriente se toma contrario al sentido del movimiento de
los electrones como si se movieran cargas positivas en vez de las nega-
tivas Si q es la carga eleacutectrica que atraviesa la superficie S en un inter-
valo de tiempo t entonces la corriente promedio se calcula como i =
qt
Figura 38 S es el aacuterea de la seccioacuten transversal del alambre
El campo E se encuentra dentro del conductor
Es posible mantener la presencia continua de un campo eleacutectrico no
equilibrado en el interior de un conductor cuando se posee la fuente
adecuada de energiacutea Una fuente con estas caracteriacutesticas se llama fuer-
za electromotriz o FEM Su valor se expresa en volts (V) en honor del
fiacutesico italiano Alessandro Volta Existen FEM de diversos tipos
71
Pila y bateriacutea
Las pilas producen energiacutea eleacutectrica a partir de una reaccioacuten quiacutemica
La bateriacutea consiste en una serie de pilas conectadas en serie para obte-
ner una FEM mayor Las hay recargables y no recargables En las pilas
recargables la reaccioacuten quiacutemica se invierte para alcanzar nuevamente el
estado inicial de maacutexima carga La primera pila reversible tambieacuten
llamada acumulador fue inventada en 1859 por el fiacutesico franceacutes Gas-
ton Planteacute La pila de Planteacute de plomo y aacutecido es la que maacutes se utiliza
en la actualidad Su ventaja principal es que a partir de un volumen
relativamente pequentildeo puede producir suficiente energiacutea para arrancar
un motor su principal desventaja es que se agota raacutepidamente Emplea
una disolucioacuten diluida de aacutecido sulfuacuterico como conductor ioacutenico o elec-
troacutelito para transportar la corriente el electrodo negativo es de plomo y
el positivo de dioacutexido de plomo Al recargar la pila las reacciones quiacute-
micas se invierten hasta que los productos quiacutemicos vuelven a su con-
dicioacuten original (o casi) El acumulador se agota finalmente porque con
el tiempo el aacutecido sulfuacuterico se transforma en agua maacutes sulfato de plo-
mo Estas pilas tienen una vida uacutetil de unos cuatro antildeos y su FEM es de
aproximadamente 2V Otros tipos de pilas recargables maacutes recientes
son la alcalina de niacutequel-cadmio que utiliza un electroacutelito de hidroacutexido
de potasio y las de niacutequel-hidruro La pila no recargable maacutes comuacuten es
la pila Leclancheacute o pila seca inventada por el quiacutemico franceacutes Georges
Leclancheacute en los antildeos sesenta del siglo XIX La pila seca que se utiliza
actualmente es muy similar al invento original El electroacutelito es una
mezcla pastosa de cloruro de amonio y cloruro de cinc El electrodo
negativo es de cinc igual que la parte exterior de la pila y el positivo es
una varilla de carboacuten rodeada por una mezcla de carboacuten y dioacutexido de
manganeso Esta pila produce una FEM de 15 V Otras pilas no recar-
gables muy utilizadas actualmente son las alcalinas y las de litio
Generador electrostaacutetico
Los generadores o dinamos producen la FEM a partir de movimientos
mecaacutenicos como el de rotacioacuten de las aspas de una turbina o el girar de
una rueda Los hay de dos tipos a) los electrostaacuteticos que utilizan el
rozamiento para separar las cargas eleacutectricas y b) los electromagneacuteti-
cos en los que se genera corriente desplazando mecaacutenicamente un con-
ductor a traveacutes de un campo magneacutetico Estos uacuteltimos se describen en
otro capiacutetulo
El generador electrostaacutetico es una maacutequina que permite obtener dife-
rencias de potencial muy elevadas mediante un mecanismo de friccioacuten
similar al del vidrio frotado con seda aunque en este caso se emplean
otros materiales Fue desarrollado en 1931 por el fiacutesico estadounidense
Robert Jemison Van de Graaff Consiste en una columna aislante con
una esfera metaacutelica hueca montada en su parte superior (figura 39)
Una correa de material dieleacutectrico que gira continuamente mediante
alguacuten motor auxiliar une un rodillo en la base de la columna con otro
situado en la parte superior y en contacto con la esfera Gracias a la
friccioacuten la correa transporta continuamente las cargas eleacutectricas extraiacute-
das de un peine metaacutelico de puacuteas afiladas en la base de la columna has-
ta el interior de la esfera Alliacute las cargas son retiradas por otros peines y
terminan finalmente en la superficie de la esfera conductora a causa de
la repulsioacuten A medida que la correa va recogiendo cargas y las trans-
porta a la esfera va surgiendo una diferencia de potencial con la tierra
que puede alcanzar hasta 5 millones de volt La Figura 39 tambieacuten
muestra el efecto de aplicar un alto potencial al cuerpo humano debi-
damente aislado de la tierra Como las cargas de igual signo se repelen
y van a la superficie del cuerpo los pelos de la modelo tienden a man-
tenerse separados del craacuteneo y entre siacute causando un efecto sorprenden-
te Los generadores de Van de Graaff se utilizan como fuentes de alto
voltaje para comprobar la calidad de los aisladores que se usan en las
redes eleacutectricas de alto voltaje Tambieacuten se emplean en los centros de
investigacioacuten dedicados al estudio de las partiacuteculas subatoacutemicas como
fuente energizante en las primeras etapas de los aceleradores de partiacutecu-
las
Figura 39 Generador de Van de Graaff Adaptado de
httpwwwgearslutzcom y httpcommons wikime-
diaorgwikiFileVan_de_graaf_generatorsvg
Celda solar
Son dispositivos capaces de convertir directamente la luz solar o la de
otras fuentes luminosas en energiacutea eleacutectrica El corazoacuten de la celda es
alguna sustancia semiconductora fotosensible como un cristal de silicio
muy delgado al que se le han antildeadido cantidades muy pequentildeas de
otras sustancias en forma de impurezas Cuando la luz incide contra el
cristal los electrones son arrancados de sus posiciones de equilibrio y
son expulsados a una de las superficies del cristal (efecto fotovoltaico)
Alliacute se hacen pasar por un circuito externo creando una corriente eleacutec-
trica para hacer funcionar laacutemparas o diferentes equipos eleacutectricos o
electroacutenicos Las celdas solares tienen una vida muy larga y hoy diacutea se
utilizan dondequiera que haya suficiente luz solar Cada diacutea son maacutes
populares pues constituyen una fuente de energiacutea limpia verde o eco-
loacutegica que no contamina la atmoacutesfera ni contribuye al calentamiento
global
Termoelectricidad
Consiste en el surgimiento de una FEM a partir de diferencias de tem-
peratura Si se unen o sueldan por ambos extremos dos alambres de
diferente naturaleza y una de las uniones se mantiene a una temperatura
superior a la otra aparece una corriente eleacutectrica entre las uniones ca-
liente y friacutea El fenoacutemeno fue observado en 1821 por el fiacutesico alemaacuten
Thomas Seebeck y se conoce como efecto Seebeck A los alambres
soldados capaces de generar la FEM se les llama termopares
Piezoelectricidad
Es posible generar energiacutea eleacutectrica mediante dispositivos que producen
una fuerza electromotriz a partir de una presioacuten o fuerza mecaacutenica que
causa una deformacioacuten en un material con propiedades especiales El
fenoacutemeno se denomina lsquoefecto piezoeleacutectricorsquo vocablo que viene del
griego piezein (presionar) Los dispositivos piezoeleacutectricos se han vuel-
to muy populares para generar la chispa de los encendedores de bolsi-
llo
74
Circuito de corriente continua Una FEM con sus bornes o extremos conectados a un sistema de alam-
bres conductores u otros dispositivos que permitan el paso de la co-
rriente eleacutectrica forma un circuito de corriente continua Por convenio
se considera que la corriente sale del polo o borne positivo de la FEM y
entra por el negativo En el circuito de la figura 310 cuando la corrien-
te atraviesa un alambre conductor muy fino ubicado dentro de la laacutempa-
ra (el filamento) da lugar a que aparezca luz y calor El aire dentro de la
laacutempara se extrae previamente para evitar la oxidacioacuten del filamento a
causa de las altas temperaturas que se alcanzan
Figura 310 Circuito simple de corriente continua
El volt no representa energiacutea sino energiacutea por unidad de carga Co-
mo la unidad de energiacutea es el joule (J) significa que dimensionalmen-
te volt = joulecoulomb Cuando la capacidad de entregar energiacutea por
unidad de carga se refiere a dos puntos de un circuito y no a una FEM
se denomina diferencia de potencial y se designa usualmente por la
letra V
En cualquier circuito una parte de la energiacutea entregada por la FEM
siempre se disipa elevando la temperatura del alambre y generando
calor al medio ambiente El incremento de temperatura es causado por
cierto lsquorozamiento o viscosidadrsquo interna que se opone al movimiento de
los electrones dentro del alambre La ley de Joule establece que la can-
tidad de calor producida en un conductor por el paso de la corriente
eleacutectrica cada segundo es proporcional a su resistencia R y al cuadrado
de la intensidad de la corriente (i2) En siacutembolos matemaacuteticos P = i2R
donde P es la energiacutea disipada en la unidad de tiempo o potencia La
resistencia R de un alambre se relaciona con la resistividad del mate-
rial por la expresioacuten ρl
R =S
donde l es la longitud del alambre y S el
aacuterea de su seccioacuten transversal
La resistencia de los alambres y otros materiales no siempre juega
un papel negativo como disipador de energiacutea tambieacuten se utilizan resis-
tencias para regular los voltajes en muchos dispositivos electroacutenicos
Un dispositivo construido expresamente para que funcione haciendo el
papel de una resistencia pura se denomina resistor aunque tambieacuten es
comuacuten llamar al dispositivo igual que la propiedad que lo caracteriza
resistencia La ley de Ohm establece la relacioacuten entre la corriente la
resistencia y la diferencia de potencial VR en los extremos de un resis-
tor VR = iR En la tabla 33 aparecen algunos valores tiacutepicos de la resis-
tividad de diversos materiales
TABLA 33
Resistividad de algunas sustancias
Sustancia (m) Caracteriacutesticas
Plata 147x10-8
Conductor Cobre 169x10-8
Aluminio 283x10-8
Silicio 640 Semiconductor
Madera 108 - 1011 Dieleacutectrico
Vidrio 1010 - 1014
Superconductividad
Descubierta en 1911 por el fiacutesico holandeacutes Heike Kamerlingh Onnes la
superconductividad es la propiedad que tienen algunos conductores de
no ofrecer resistencia al paso de la corriente cuando se enfriacutean por de-
bajo de cierta temperatura criacutetica Tc Las temperaturas criacuteticas son muy
pequentildeas por ejemplo en determinadas aleaciones de niobio-germanio
Tc = -24995 oC y se necesita helio liacutequido un refrigerante caro y poco
eficaz para que se produzca el fenoacutemeno Compuestos ceraacutemicos des-
cubiertos maacutes recientemente permiten usar nitroacutegeno liacutequido como
refrigerante para obtener la superconductividad La temperatura del
nitroacutegeno liacutequido es de -196 degC enfriacutea con una eficacia 20 veces mayor
que el helio liacutequido y cuesta 10 veces menos Sin embargo la fragilidad
de los compuestos ceraacutemicos hace muy difiacutecil conformarlos en forma
de hilos o cintas para utilizarlos como conductores de la corriente
Como los superconductores no poseen resistencia y no se calientan
al pasar la corriente se utilizan para fabricar electroimanes que produ-
cen campos magneacuteticos muy intensos empleando grandes corrientes
Estos superimanes se aplican en la investigacioacuten cientiacutefica en equipos
meacutedicos de diagnoacutestico en el estudio de materiales y en la construccioacuten
de potentes aceleradores de partiacuteculas Utilizando superconductores
tambieacuten se han desarrollado dispositivos que miden la corriente eleacutectri-
ca el voltaje y el campo magneacutetico con una sensibilidad sin preceden-
tes
Encontrar superconductores capaces de trabajar a temperaturas maacutes
altas es un requisito previo para desarrollar otras muchas aplicaciones
Entre ellas se encuentran computadoras maacutes raacutepidas y con mayor capa-
cidad de memoria reactores de fusioacuten nuclear en los que el plasma se
mantenga confinado por campos magneacuteticos mejores trenes de levita-
cioacuten magneacutetica de alta velocidad y tal vez lo maacutes importante una ge-
neracioacuten y transmisioacuten maacutes eficiente de la energiacutea eleacutectrica
Corriente alterna
Cuando la corriente eleacutectrica se comporta de forma tal que el sentido de
su recorrido en el circuito se invierte perioacutedicamente se estaacute en presen-
cia de una corriente alterna En la Figura 311 en (A) se representa el
valor de una FEM de corriente continua al transcurrir el tiempo su
valor E no variacutea En (B) aparece la representacioacuten anaacuteloga para una
FEM de corriente alterna El valor de la FEM en cada borne cambia
perioacutedicamente de positivo a negativo al transcurrir el tiempo al igual
que el sentido de la corriente en el circuito
77
Figura 311 Representacioacuten de una FEM continua (A) y
alterna (B) Los signos + y ndash indican el cambio de senti-
do de la corriente en el circuito
La corriente alterna es la principal fuente de energiacutea eleacutectrica en to-
do el mundo tanto en aplicaciones industriales como en el hogar La
corriente de la red comercial en Ameacuterica variacutea el sentido de su recorri-
do con una frecuencia de 60 veces por segundo (El inverso de la fre-
cuencia es el periacuteodo tiempo que tarda la corriente en realizar una osci-
lacioacuten completa) Como la polaridad de una FEM alterna tambieacuten cam-
bia continuamente de (+) a (-) y viceversa en los circuitos de corriente
alterna se utiliza preferiblemente el teacutermino voltaje para indicar las
diferencias de potencial que tambieacuten variacutea de sentido continuamente
Las leyes que rigen los circuitos de corriente alterna difieren radi-
calmente de las leyes de los circuitos de corriente continua En la co-
rriente alterna hay que tomar en cuenta que la corriente y el voltaje no
oscilan siempre al uniacutesono sino que se retrasan o adelantan la una res-
pecto al otro en dependencia del circuito especiacutefico analizado Esas
leyes no seraacuten objeto de anaacutelisis en este libro
La corriente alterna posee una serie de ventajas en comparacioacuten con
la corriente continua una de ellas es que proporciona menos peacuterdidas
de energiacutea durante su transmisioacuten hasta el consumidor Pero la maacutes
importante es que permite seleccionar los voltajes adecuados a cada
circuito mediante un sencillo dispositivo electromagneacutetico que no tiene
piezas moacuteviles el transformador que se describe en detalle en otro
capiacutetulo
78
CAPIacuteTULO 4
INTERACCIONES ELECTROMAGNEacuteTICAS Y ONDAS DE RADIO
Magnetismo y corrientes eleacutectricas
Con anterioridad se vio que los campos estaacuteticos magneacutetico y eleacutectrico
no son capaces de interaccionar el uno con el otro Ademaacutes cada uno
actuacutea sobre cargas e imanes de forma independiente como si el otro no
estuviera presente Tambieacuten se dijo que el campo magneacutetico no interac-
ciona con las cargas en reposo pero siacute lo hace con las cargas en movi-
miento
Cuando una partiacutecula cargada se mueve en una regioacuten del espacio
donde hay un campo magneacutetico estaacutetico aparece una fuerza sobre la
carga que en todo momento es perpendicular a la direccioacuten de su mo-
vimiento y a las liacuteneas de induccioacuten del campo magneacutetico A causa de
esa fuerza magneacutetica la partiacutecula cargada cambiaraacute la direccioacuten de su
movimiento (pero sin que su energiacutea variacutee) Y lo seguiraacute haciendo
mientras siga interaccionando con el campo En realidad el efecto de-
pende del movimiento relativo de la carga respecto al campo y vicever-
sa Si la carga estaacute en reposo y es el campo quien estaacute en movimiento
tambieacuten apareceraacuten fuerzas sobre la carga
iquestY queacute sucede cuando tenemos un campo magneacutetico que variacutea con
el tiempo iquestY un campo eleacutectrico en similares condiciones Pues resul-
ta que los campos magneacuteticos variables en el tiempo siempre tienen
asociado un campo eleacutectrico tambieacuten variable Y el efecto inverso
tambieacuten tiene lugar los campos eleacutectricos variables generan campos
magneacuteticos
Siempre que un campo variable se encuentre presente eleacutectrico o
magneacutetico el otro tambieacuten lo estaraacute De aquiacute que cuando se desean
examinar sus efectos resulta estrictamente obligatorio analizarlos con-
juntamente so pena de cometer errores garrafales en la interpretacioacuten
de los resultados
Ley de Faraday-Lenz En 1831 Michael Faraday descubrioacute el fenoacutemeno de induccioacuten
magneacutetica Y ese mismo antildeo demostroacute que era posible generar una
corriente en un circuito a partir de otra en un circuito cercano e inde-
pendiente del primero
El acoplamiento entre los circuitos ocurre al interaccionar los cam-
pos magneacuteticos variables generados por las corrientes tambieacuten varia-
bles en el tiempo El campo magneacutetico generado por una de las corrien-
tes es capaz de inducir campos eleacutectricos que dan origen a otra corrien-
te en el otro circuito Veamos esto en detalle
La figura 41 ilustra lo que sucede cuando se establece una corriente
variable en el tiempo en una espira de alambre conductor La corriente
en la espira izquierda tiene asociado su correspondiente campo magneacute-
tico que da origen a un campo eleacutectrico en la otra espira (no mostrado
en la figura) Ese campo eleacutectrico actuacutea sobre los electrones de la otra
espira como si fuera una FEM convencional creando una corriente Si
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo la corriente no aparece El
resultado tambieacuten depende del nuacutemero de liacuteneas de induccioacuten magneacuteti-
ca que atraviesen el aacuterea S Si la espira es paralela a las liacuteneas de induc-
cioacuten magneacutetica no habraacute corriente (en la figura 41 la espira derecha
estariacutea rotada 90 grados)
Figura 41 Corriente inducida en una es-
pira de alambre conductor
80
Sin embargo tambieacuten aparece corriente en la espira derecha cuando
el campo magneacutetico no variacutea con el tiempo pero el aacuterea S encerrada
por la espira y perpendicular a las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica siacute lo
hace (por ejemplo si la espira de la derecha oscila o gira alrededor de
un eje vertical) De manera que el aacutengulo θ que forman el aacuterea S y las
liacuteneas de induccioacuten magneacutetica tambieacuten tiene importancia en la genera-
cioacuten de posibles corrientes en la espira
Se encuentra experimentalmente que la FEM inducida en la espira
(ind) es igual a la variacioacuten del flujo = BScos en la unidad de tiem-
po
ind t
Este resultado se conoce como Ley de Faraday La letra griega
(delta) indica siempre la variacioacuten del correspondiente paraacutemetro Por
ejemplo si t indica la variable tiempo t = t ndash to donde t y to represen-
tan un instante final e inicial respectivamente
Se puede predecir el sentido que tendraacute la corriente en la espira a
partir de la Ley de Lenz Esta ley establece que el sentido de la FEM (y
de la corriente inducida) es tal que siempre se opone a la causa que la
produce Fue bautizada en honor a su descubridor Heinrich Friedrich
Emil Lenz y es usual designarla indistintamente como ley de Faraday-
Lenz
El principio de funcionamiento de los generadores eleacutectricos se fun-
damenta en la ley de Faraday-Lenz La variacioacuten del flujo en una espira
de alambre conductor que gira dentro de un campo magneacutetico produce
una FEM capaz de generar corriente en un circuito La FEM y la co-
rriente generadas pueden ser tanto continuas como alternas en depen-
dencia de coacutemo se dispongan conexiones de la espira rotatoria con el
circuito externo
Dinamo Un generador electromagneacutetico o dinamo es un mecanismo capaz de
convertir energiacutea mecaacutenica en energiacutea eleacutectrica sobre la base de la ley
de Faraday-Lenz El maacutes sencillo que se conoce es el dinamo de disco
desarrollado por el propio Faraday Consiste en un disco conductor de
cobre que va montado sobre un eje que pasa por su centro la parte del
disco entre el centro y el borde queda situada entre los polos de un imaacuten
de herradura (Figura 42) Cuando el disco se hace girar con una mani-
vela aparece una FEM continua entre el centro y el borde
Figura 42 El primer generador electromecaacutenico el di-
namo de disco de Faraday Tomado de
httpwwwastrovirginiaedu
El movimiento relativo entre el disco y el imaacuten hace que las fuerzas
magneacuteticas actuacuteen sobre los electrones deacutebilmente ligados del disco
creando una corriente eleacutectrica que siempre va en el mismo sentido El
dispositivo tambieacuten se puede adaptar para funcionar a la inversa como
un motor aplicando una FEM externa entre el borde y su centro lo que
haraacute girar el disco
Cualquier generador moderno tiene dos partes fundamentales un
imaacuten permanente (o un electroimaacuten) que proporciona el campo magneacute-
tico y la armadura estructura que sostiene los conductores que cortan
el campo magneacutetico en su movimiento y transportan la corriente indu-
cida La armadura es usualmente un nuacutecleo de hierro laminado alrede-
dor del cual se enrollan en bobinas los cables conductores
El campo magneacutetico de un imaacuten permanente es bastante fuerte como
para hacer funcionar un dinamo pequentildeo los de mayor capacidad gene-
radora utilizan electroimanes
El principio de operacioacuten de un generador de corriente alterna se
muestra en la figura 43 Es bastante similar al de la corriente continua
con algunos cambios que mejoran la eficiencia de la conversioacuten energeacute-
tica y hacen que el sentido de la FEM se invierta perioacutedicamente
Enormes generadores de este tipo movidos por turbinas impulsadas
por la fuerza hidraacuteulica (plantas hidroeleacutectricas) por el vapor de agua
(plantas termoeleacutectricas y atomoeleacutectricas) o por el viento (eoacutelicas) son
los encargados de producir la mayor parte de la energiacutea eleacutectrica que se
consume en el planeta
Figura 43 Generacioacuten de una corriente alterna
Transformadore e inductor
El transformador es un dispositivo muy utilizado en circuitos eleacutectricos
y electroacutenicos No posee partes moacuteviles y funciona basado en la ley de
Faraday-Lenz La red eleacutectrica comercial utiliza estos dispositivos para
elevar el voltaje y transmitir la energiacutea eleacutectrica a grandes distancias
pues asiacute el proceso resulta mucho maacutes eficiente y las peacuterdidas de ener-
giacutea en los alambres mucho menores
Los transformadores tambieacuten se utilizan para reducir el alto voltaje y
poder llevar la energiacutea hasta las viviendas de una forma menos peligro-
sa (110 y 220 V para aplicaciones no industriales) Cuando la diferencia
de potencial entre el alambre conductor y la tierra es muy alta el aire se
ioniza parcialmente en los alrededores del alambre y se vuelve conduc-
tor Si hay otro objeto cercano unido a tierra puede saltar una chispa
causando quemaduras e incluso volatilizando parte de los cuerpos que
intervengan en la conduccioacuten Las corrientes que se generan pueden ser
de miles de amperes como comparacioacuten el motor de arranque de un
automoacutevil consume solo unos pocos amperes
Para ser eficientes los transformadores de potencia deben disipar la
menor cantidad posible de energiacutea durante su funcionamiento una disi-
pacioacuten de tan solo 05 en un gran transformador genera enormes
cantidades de peacuterdidas por calor Los transformadores de la red comer-
cial disponen de un circuito de refrigeracioacuten que utiliza aceite para el
enfriamiento El aceite circula por dentro del transformador y disipa el
calor mediante radiadores externos La inmensa mayoriacutea de los equipos
electroacutenicos tambieacuten utilizan transformadores de distinto tipo para ajus-
tar el voltaje suministrado por la red comercial al que realmente necesi-
tan sus circuitos
Un transformador estaacute formado esencialmente por un nuacutecleo de ma-
terial ferro o ferrimagneacutetico blando cuya funcioacuten es la de concentrar y
reforzar las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica y dos enrollados de alambre
con diferente nuacutemero de vueltas N1 y N2 el primario y el secundario
Cuando se hace circular una corriente alterna por el enrollado primario
se genera un campo magneacutetico tambieacuten alterno proporcional a N1 Ese
campo magneacutetico alterno es reforzado y guiado por el nuacutecleo ferro-
magneacutetico hasta el enrollado secundario donde induce una FEM que es
proporcional a N2 Controlando el nuacutemero de vueltas N1 y N2 es posible
regular la relacioacuten entre el voltaje a la salida y a la entrada del trans-
formador ya que a partir de la ley de Faraday se obtiene que los volta-
jes en el primario y secundario guardan la relacioacuten aproximada V1V2 =
N1 N2 (Figura 44)
Figura 44 Transformador e inductor
Otro dispositivo muy usado en la electroacutenica que funciona sobre la
base de la ley de Faraday-Lenz es el inductor o inductancia Un induc-
tor no es maacutes que una bobina sencilla con un nuacutecleo de material ferro o
ferrimagneacutetico blando Al aplicar un voltaje alterno la corriente varia-
ble que se establece crea un campo magneacutetico y una FEM inducida que
seguacuten Lenz se opone a la causa que lo origina es decir se opone al
paso de la corriente
Mientras mayor es la frecuencia de la sentildeal y mayor la variacioacuten del
campo en el tiempo mayor es la oposicioacuten que presenta el inductor por
el contrario cuando la frecuencia disminuye la oposicioacuten es cada vez
menor Si la corriente no variacutea (frecuencia cero) el flujo magneacutetico no
variacutea (t = 0) y por tanto no hay FEM inducida que se oponga a la
corriente Como resultado el inductor es un dispositivo que no afecta
notablemente la corriente continua pero se opone al paso de la corrien-
te alterna La oposicioacuten se mide por la reactancia inductiva XL = 2
L donde L es un factor caracteriacutestico del inductor (su inductancia) A
mayor frecuencia mayor oposicioacuten A diferencia del resistor un in-
ductor disipa poco calor al paso de la corriente por efecto Joule pues el
enrollado de aleacioacuten de cobre o aluminio posee una resistividad muy
baja
Los capacitores ndashdispositivos que trabajan almacenando cargas y
campos eleacutectricos- tambieacuten se oponen al paso de la corriente alterna
pero al contrario de los inductores no dejan pasar la corriente conti-
nua y su oposicioacuten al paso de la corriente disminuye cuando aumenta
la frecuencia En este caso el paraacutemetro caracteriacutestico es la reactancia
capacitiva 1
X =C2πνC
donde C es la capacidad del condensador
Es necesario gastar o consumir energiacutea para crear un campo magneacute-
tico pero esa energiacutea no se pierde Se almacena en el campo magneacutetico
y se revierte nuevamente al circuito al variar el sentido de la corriente
en cada ciclo Sin embargo a causa de la histeacuteresis y de las corrientes
inducidas que aparecen en el nuacutecleo ferromagneacutetico en cada ciclo
siempre se pierde una pequentildea cantidad de energiacutea en forma de calor
Este calor es adicional al que se pierde en los alambres por efecto Joule
En combinacioacuten con los capacitores los inductores se utilizan en
circuitos resonantes y filtros que permiten sintonizar o separar una fre-
cuencia determinada (o un pequentildeo intervalo de frecuencias) de una
mezcla de sentildeales con un intervalo amplio de frecuencias Es el meacutetodo
utilizado en los receptores de radio y TV para seleccionar o sintonizar
una frecuencia especiacutefica entre todas las que se reciben en la antena
Radiacioacuten electromagneacutetica
No es necesario que un circuito esteacute presente para que el campo magneacute-
tico genere un campo eleacutectrico Incluso en el vaciacuteo un campo magneacuteti-
co variable en el tiempo siempre tendraacute asociado su correspondiente
campo eleacutectrico
El campo eleacutectrico generado de esta manera posee la caracteriacutestica
de que sus liacuteneas de fuerza son cerradas y de direccioacuten perpendicular a
las del campo magneacutetico En la Fiacutesica esos campos se denominan no
conservativos porque son capaces de entregar energiacutea al realizar un
ciclo cerrado Cuando ocurre lo contrario el campo es conservativo
Si un campo magneacutetico variable actuacutea sobre un cuerpo conductor
macizo el campo eleacutectrico inducido es capaz de engendrar o generar
corrientes en el seno del cuerpo las denominadas corrientes de Fou-
cault Si ese campo magneacutetico incide sobre el cuerpo humano el campo
eleacutectrico asociado seraacute capaz de generar corrientes alternas en su inte-
rior
Como se expresoacute al inicio la naturaleza de los campos eleacutectricos y
magneacuteticos es tal que el efecto inverso tambieacuten tiene lugar un campo
eleacutectrico variable en el tiempo da origen a un campo magneacutetico Por
tanto los campos eleacutectricos y magneacuteticos variables no son independien-
tes siempre se presentan conjuntamente y de ahiacute la denominacioacuten de
campo electromagneacutetico
Generacioacuten de campos electromagneacuteticos
La aceleracioacuten es la relacioacuten que existe entre la variacioacuten de la veloci-
dad de un cuerpo y el tiempo que tarda en ocurrir esa variacioacuten Consi-
derando una partiacutecula que se mueve a lo largo de una recta si to repre-
senta la lectura del reloj cuando la velocidad era vo y t una lectura pos-
terior cuando la velocidad tiene otro valor v la aceleracioacuten media am en
ese intervalo se calcula por la expresioacuten am = (v-vo) (t-to) lo que tam-
bieacuten se indica como a = ΔvΔt En esas condiciones la aceleracioacuten pue-
de ser tanto positiva (la velocidad aumenta al transcurrir el tiempo)
como negativa (la velocidad se reduce)
Las cargas eleacutectricas aceleradas son capaces de generar campos
electromagneacuteticos en forma de ondas que se propagan en el espacio Es
posible crear estas ondas mediante una antena con dos extremos abier-
tos o terminales que alternadamente se cargan positiva y negativamente
(dipolo) La tiacutepica antena de televisioacuten es un dipolo pero que solo se
usa para recibir y no para emitir ondas electromagneacuteticas
86
Un tipo de antena emisora muy comuacuten es la antena Marconi Se tra-
ta de una barra o varilla vertical que forma la mitad del dipolo mientras
que la tierra actuacutea como la otra mitad Este tipo de antena tambieacuten se
utiliza en automoacuteviles y teleacutefonos inalaacutembricos (Figura 45) En este
caso la parte metaacutelica del automoacutevil o teleacutefono actuacutea como la otra mitad
del dipolo En los teleacutefonos celulares las antenas tipo Marconi evolu-
cionaron hacia las maacutes eficientes antenas fractales que permiten ocul-
tar la antena completamente en el interior del equipo (figura 46)
Figura 45 Propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacutetica
Los campos magneacuteticos generan campos eleacutectricos y vice-
versa La sentildeal radiada se propaga con la velocidad de la
luz
Figura 46 Figura 04-06 Interior de un teleacutefono celular
mostrando la antena fractal en el recuadro a la derecha (al-
fombra de Sierspinski)
Cuando la antena tiene las dimensiones adecuadas al aplicarle una
FEM alterna se logra que emita radiaciones al espacio que la rodea
Operando sobre la FEM y modificaacutendola de manera adecuada es posi-
ble usar la radiacioacuten para transmitir informacioacuten de todo tipo (sonido
imaacutegenes informacioacuten digitalizada) La energiacutea radiada se propaga a la
velocidad de la luz unos 300 000 kiloacutemetros por segundo en el vaciacuteo y
algo menor en otros medios
Espectro electromagneacutetico James Clerk Maxwell fiacutesico ingleacutes amplioacute las investigaciones de Mi-
chael Faraday sobre los campos electromagneacuteticos y logroacute encontrar las
relaciones matemaacuteticas que describen su comportamiento Sus resulta-
dos lo convirtieron en uno de los cientiacuteficos maacutes importantes del siglo
XIX Su obra maacutes importante es el Treatise on Electricity and Magne-
tism (1873) donde publicoacute su conjunto de cuatro ecuaciones diferen-
ciales o Leyes de Maxwell en las que se describe la naturaleza de los
campos electromagneacuteticos en teacuterminos de espacio y tiempo
Maxwell demostroacute que la propagacioacuten de la radiacioacuten electromagneacute-
tica en el vaciacuteo o en cualquier otro medio se describe de forma similar
a las ondas que se propagan en la superficie del agua cuando ocurre una
perturbacioacuten (por ejemplo como cuando se deja caer una piedra en
aguas tranquilas) La velocidad de propagacioacuten vp de la onda es la ve-
locidad con que se propaga o avanza la perturbacioacuten en el medio La
amplitud de la onda es el tamantildeo maacuteximo que alcanzan sus valles o
crestas al oscilar (figura 47) La intensidad de la onda se define como
la energiacutea por unidad de tiempo que es capaz de transportar a traveacutes de
la unidad de superficie perpendicular a la direccioacuten de propagacioacuten Se
mide en wattm2 Mientras mayor sea la amplitud de la onda mayor
seraacute su intensidad
Figura 47 Representacioacuten de una onda mecaacutenica
88
La distancia entre dos crestas o dos valles consecutivos es la longi-
tud de onda (lambda) y el nuacutemero de veces que una cresta (o un va-
lle) se repite por segundo en una posicioacuten determinada es la frecuencia
(nuacute) de la onda Como se dijo anteriormente la frecuencia se expresa
en oscilaciones por segundo (Hz) La longitud de onda y la frecuencia
no son independientes Estos paraacutemetros se relacionan con la velocidad
de propagacioacuten por la expresioacuten vp =
En la onda que viaja por la superficie de una charca oscilan las mo-
leacuteculas de agua En la radiacioacuten electromagneacutetica lo que oscila son los
campos eleacutectrico y magneacutetico cada uno creando al otro continuamente
a medida que la onda avanza o se propaga con la velocidad de la luz
(Figura 48) Para tener una idea de lo que significa esta velocidad se
puede considerar que el periacutemetro de la tierra (su longitud) es de unos
40 000 kiloacutemetros por el ecuador Como en el vaciacuteo la luz recorre 300
000 km en un segundo en ese tiempo una onda de radio es capaz de dar
7 vueltas y media a la Tierra (En un medio diferente al vaciacuteo la veloci-
dad es algo menor pero muy poco)
Figura 48 Figura 04-08 Representacioacuten instantaacutenea de
una onda electromagneacutetica Los campos E y H son perpen-
diculares entre siacute y a la direccioacuten de propagacioacuten
Se le llama espectro electromagneacutetico al conjunto de todas las posibles
frecuencias con que puede presentarse una onda electromagneacutetica (tabla
41) Abarca una regioacuten muy amplia desde unas pocas decenas de Hz
hasta miles de millones de Hz Las propiedades de la onda electromag-
neacutetica variacutean notablemente en dependencia de su frecuencia las radia-
ciones de maacutes baja frecuencia constituyen las conocidas ondas de radio
(onda larga) la de maacutes alta frecuencia es la radiacioacuten gamma penetran-
te (de la letra griega ) que se produce en los elementos radiactivos o
en procesos subatoacutemicos tales como la aniquilacioacuten de un par electroacuten
positroacuten Las explosiones de supernovas y otros fenoacutemenos astrofiacutesicos
muy intensos tambieacuten generan cantidades apreciables de radiacioacuten γ
Dentro del intervalo comprendido entre las ondas de radio y la radia-
cioacuten γ se encuentran todas las demaacutes radiaciones onda corta radiacioacuten
infrarroja (IR) espectro visible ultravioleta (UV) y rayos X
TABLA 41
Espectro electromagneacutetico
f(Hz) (m) Denominacioacuten
102 - 1010 106 ndash 10-1 Ondas de radio
1010 - 1012 10-1 ndash 10-3 Microondas
1012 - 1014 10-3 ndash 10-6 Infrarrojo
1014 - 1015 10-6 ndash 10-7 Visible
1015 - 1016 10-7 ndash 10-8 Ultravioleta
1017 - 1020 10-9 ndash 10-11 Rayos X
gt 1020 lt 10-11 Rayos gamma
Los rayos gamma y los rayos X lsquodurosrsquo tienen una longitud de on-
da de entre 0005 y 05 nm (un nm o nanoacutemetro equivale a 10-9 m o
una milloneacutesima de miliacutemetro) Los rayos X lsquoblandosrsquo se superponen
con la radiacioacuten ultravioleta en longitudes de onda proacuteximas a los 50
nm El ultravioleta a su vez da paso a la luz visible que va aproxi-
madamente desde 380 hasta 760 nm Los rayos infrarrojos o radia-
cioacuten de calor se solapan con las frecuencias de radio de microondas
entre los 100000 y 400000 nm Por encima de esta longitud de onda
hasta unos 15000 metros el espectro estaacute ocupado por las diferentes
ondas de radio Maacutes allaacute de la zona de radio el espectro entra en la
regioacuten de bajas frecuencias cuyas longitudes de onda llegan a medir-
se en decenas de miles de kiloacutemetros
Transmisioacuten de sentildeales
Se reconoce al ingeniero italiano Guglielmo Marconi (1874-1937)
como el inventor del primer sistema praacutectico de transmisioacuten de in-
formacioacuten mediante sentildeales de radio a finales del siglo XIX En
1890 se interesaba por la telegrafiacutea sin hilos y hacia 1895 habiacutea in-
ventado un aparato con el que consiguioacute enviar sentildeales a varios kiloacute-
metros de distancia mediante una antena direccional En 1899 esta-
blecioacute la comunicacioacuten inalaacutembrica entre Inglaterra y Francia a traveacutes
del canal de la Mancha Las marinas italiana y britaacutenica pronto adop-
taron su sistema y hacia 1907 habiacutea alcanzado tal perfeccionamiento
que se establecioacute un servicio trasatlaacutentico de telegrafiacutea sin hilos para
uso puacuteblico
El descubrimiento de las ondas de radio dio lugar a un impetuoso
desarrollo de los medios de comunicacioacuten incluyendo la televisioacuten el
radar los sistemas de navegacioacuten la comunicacioacuten espacial y la telefo-
niacutea celular con infinidad de aplicaciones en otras ciencias como la me-
teorologiacutea y la astronomiacutea
Las ondas de radio son aquellas cuya frecuencia va desde unos po-
cos kilohertz (kHz) hasta 300 gigahertz (GHz) Un kilohertz equivale a
mil ciclos por segundo y un megahertz (MHz) a un milloacuten un gi-
gahertz equivale a 109 Hz o 1 000 MHz La denominada onda media de
los receptores de radio en amplitud modulada (AM) cubre el intervalo
535ndash1 605 kHz Las frecuencias mayores corresponden a las ondas
cortas de diferentes bandas
Las propiedades de las ondas de radio dependen de su frecuencia (o de su equivalente la longitud de onda ) por lo que usualmente se utili-zan ondas de radio de diferente para distintos fines Las ondas maacutes cortas poseen una frecuencia maacutes alta (maacutes oscilaciones por segundo) las maacutes largas tienen una frecuencia maacutes baja La relacioacuten entre y la frecuencia es
= c
donde c es la velocidad de la luz
En una atmoacutesfera uniforme la radiacioacuten electromagneacutetica se propa-
ga en liacutenea recta Como la superficie terrestre es praacutecticamente esfeacuterica
la comunicacioacuten radiofoacutenica a larga distancia solo es posible gracias a
que las ondas largas se reflejan en la ionosfera una regioacuten de la atmoacutes-
fera compuesta de varias capas de aire ionizado que se extiende desde
una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o
maacutes (Figura 49) En comparacioacuten la altura de vuelo de las liacuteneas aeacute-
reas comerciales es de 10 km
A estas alturas el aire estaacute enrarecido en extremo como si se hubiera hecho vaciacuteo con una bomba mecaacutenica Cuando las partiacuteculas gaseosas de la atmoacutesfera se ionizan a causa de la radiacioacuten ultravioleta del sol
tienden a permanecer ionizadas debido a las miacutenimas colisiones que se producen con otras partiacuteculas Estas partiacuteculas ionizadas son capaces de reflejar parcialmente las ondas de radio De ahiacute que soacutelo una parte de la energiacutea radiada por un transmisor hacia la ionosfera es transmitida ha-cia el exterior otra es absorbida y la restante es reflejada hacia la super-ficie de la Tierra Este uacuteltimo efecto permite la recepcioacuten de sentildeales de radio a distancias mucho mayores de lo que seriacutea posible con ondas que viajaran solo en liacutenea recta
Figura 49 Capas de la atmoacutesfera troposfera estratosfe-
ra mesosfera e ionosfera La curva quebrada indica la
temperatura seguacuten la escala superior
Las ondas de frecuencia superior a los 300 MHz ( lt 10 m) se sub-
dividen en cuatro categoriacuteas muy alta frecuencia (VHF del ingleacutes very
high frequency) ultra alta frecuencia (ultra high frequency UHF) su-
peralta frecuencia (super high frequency SHF) y extremadamente alta
frecuencia (extremely high frequency EHF) Estas ondas no se reflejan
en la ionosfera por lo que solo se pueden captar cuando el receptor se
encuentra en liacutenea recta con el emisor Sin embargo son muy uacutetiles en
las comunicaciones espaciales
Tambieacuten se usa el teacutermino microondas para designar las ondas elec-
tromagneacuteticas en la regioacuten de frecuencias UHF y EHF cuya longitud
de onda va aproximadamente desde 1 mm hasta 30 cm ( = 1 a 300
GHz) Las microondas tienen aplicaciones en las comunicaciones de
todo tipo viacutea sateacutelite en la meteorologiacutea la medicioacuten de distancias e
incluso se utilizan para cocinar alimentos en los hornos de microondas
En la tabla 42 aparece resumida la clasificacioacuten de las ondas de radio
de acuerdo con su frecuencia y su longitud de onda Al interaccionar
con la atmoacutesfera la atenuacioacuten no es la misma para todas las frecuen-
cias Las ondas con inferiores a unos pocos centiacutemetros son absorbi-
das por las gotas de agua o por las nubes las inferiores a 15 cm pueden
incluso quedar absorbidas por el vapor de agua que hay normalmente
en una atmoacutesfera limpia
TABLA 42
Clasificacioacuten de las ondas de radio
Frecuencia Denominacioacuten Abreviatura
3 ndash 30 kHz Muy baja frecuencia VLF 105 ndash 104 m
30-300 kHz Baja frecuencia LF 104 ndash 103 m
300-3 000 kHz Frecuencia media MF 103 ndash 102 m
3-30 MHz Alta frecuencia (on-
da corta)
HF 102 ndash 10 m
30-300 MHz Muy alta frecuencia VHF 10 ndash 1 m
300-3 000 MHz Frecuencia ultra alta UHF 1 m ndash 10 cm
3-30 GHz Frecuencia superalta SHF 10 ndash 1 cm
30-300 GHz Extremadamente alta EHF 1 cm ndash 1 mm
Transmisioacuten de potencia Horno de microondas
Una de las propiedades de la radiacioacuten de alta frecuencia al interaccio-
nar con muchos materiales es la de generar calor Los hornos de micro-
ondas funcionan en la regioacuten UHF a frecuencias cercanas a los 2 450
MHz La componente del campo eleacutectrico E de la onda interacciona
fuertemente con el momento dipolo eleacutectrico de las moleacuteculas del agua
93
y otras moleacuteculas polares que componen los alimentos Esas moleacuteculas
son forzadas a seguir las oscilaciones de la onda electromagneacutetica in-
crementaacutendose su movimiento de rotacioacuten y vibracioacuten al nivel micros-
coacutepico Un incremento microscoacutepico del movimiento se refleja en lo
macroscoacutepico como un aumento de temperatura que es transmitido a
los restantes aacutetomos y moleacuteculas por los mecanismos usuales de trans-
misioacuten del calor conveccioacuten conduccioacuten y radiacioacuten La conveccioacuten
se refiere al flujo circulatorio de gas o liacutequido desde las zonas maacutes ca-
lientes a las maacutes friacuteas la conduccioacuten al contacto directo entre soacutelidos
mientras que la radiacioacuten implica la transmisioacuten de calor por radiacioacuten
electromagneacutetica esencialmente en la regioacuten infrarroja-visible del es-
pectro (cap 5)
Las microondas no pueden penetrar en los recipientes metaacutelicos para
calentar la comida pues los metales reflejan las ondas de radio de la
misma forma que un espejo refleja la luz visible Sin embargo pueden
atravesar recipientes no metaacutelicos como vidrios ceraacutemicas o plaacutesticos
sin calentarlos para ser absorbidas solamente por los alimentos en su
interior Como la radiacioacuten penetra profundamente en los tejidos bioloacute-
gicos los alimentos se cocinan en profundidad a diferencia de lo que
ocurre en un horno convencional donde el calor se recibe solo en la
superficie y avanza lentamente de fuera hacia dentro Ademaacutes la ener-
giacutea solo se emplea en calentar los alimentos sin necesidad de elevar la
temperatura de los recipientes o de las paredes del horno Por ese moti-
vo los alimentos tardan menos en hornearse y se gasta mucha menos
energiacutea en el proceso
Cuando la intensidad de la radiacioacuten es muy alta la exposicioacuten a las
microondas puede ser muy peligrosa Tambieacuten es importante el tiempo
de exposicioacuten Tanto la alta intensidad como una larga exposicioacuten pue-
den ocasionar quemaduras cataratas oculares dantildeos en el sistema ner-
vioso o esterilidad Auacuten no se conocen bien los efectos de la exposi-
cioacuten a las microondas de baja intensidad durante largos periacuteodos
Cocina de induccioacuten
La cocina de induccioacuten trabajan a frecuencias mucho menores que las
de los hornos de microondas esencialmente en el intervalo de frecuen-
cias entre 20 y 100 kHz No calienta directamente los alimentos como
en los hornos sino que genera corrientes de Foucault en un material
ferromagneacutetico-resistivo adosado al fondo de la cazuela que finalmente
produce el calor que se emplea en cocinar los alimentos (figura 410)
Figura 410 Mecanismo del calentamiento por induccioacuten
Durante su funcionamiento el campo magneacutetico variable generado por
una bobina da origen a un campo eleacutectrico tambieacuten variable y ambos se
propagan en todas direcciones -no soacutelo como se muestra en la figura-
atravesando la vitroceraacutemica no absorbente Es la componente eleacutectrica
quien genera las corrientes y producen calentamiento por efecto Joule
en el material magneacutetico del fondo de la olla tal como ocurre en una
cocina de resistencia convencional
A diferencia de los hornos de microondas estas cocinas no se pue-
den utilizar con recipientes de loza barro tefloacuten o cualquier otro mate-
rial aislante Tampoco con cualquier recipiente de aluminio o cobre u
otro metal no magneacutetico pues a la frecuencia de trabajo de la cocina
estos metales reflejan la radiacioacuten electromagneacutetica con gran efectivi-
dad La otra diferencia esencial con los hornos de microondas donde
la radiacioacuten se mantiene confinada en su interior por paredes reflectan-
tes es que en una cocina de induccioacuten la radiacioacuten se dispersa en todas
direcciones generando contaminacioacuten electromagneacutetica en mayor o
menor grado
Investigaciones recientes muestran la posibilidad de efectos perjudicia-
les sobre los genes de diversos tipos de ceacutelulas mientras que por
95
otra parte no existen estudios que demuestren que ese intervalo de fre-
cuencias esas radiaciones sean inocuas especialmente a la intensidad
en que son emitidas con potencia suficiente para cocinar alimentos
Las posibles afectaciones incluyen efectos geneacuteticos en el feto en las
gestantes dada la cercaniacutea de la regioacuten abdominal a la fuente de radia-
ciones asiacute como roturas u otras alteraciones en los genes de espermato-
zoides y oacutevulos de personas adultas (ver artiacuteculo review de Lai H en
las referencias)
Estimacioacuten de distancias radar Los sistemas para medir distancias mediante la radiacioacuten estaacuten basados
en el radar palabra que se deriva del ingleacutes radio detection and ran-
ging El radar detecta objetos fuera del alcance de la vista y determina
a queacute distancia se encuentran al proyectar sobre ellos ondas de radio Se
comenzoacute a utilizar de manera generalizada durante la II Guerra Mun-
dial (1939-1945)
Su funcionamiento estaacute basado en la propiedad que tienen las ondas
electromagneacuteticas de reflejarse en determinadas superficies En un
equipo de radar un transmisor de radio de alta frecuencia emite un haz
de radiacioacuten durante un corto periacuteodo con una que puede ir desde
algunos centiacutemetros hasta cerca de 1 metro Los objetos que se hallan
en la trayectoria del haz reflejan las ondas de regreso hacia el transmi-
sor donde se coloca un receptor especialmente disentildeado para detectar-
las Midiendo por medios electroacutenicos el tiempo que tarda la sentildeal en ir
y regresar hasta el blanco y conocida la velocidad de propagacioacuten de la
sentildeal (asymp 300 000 kms) es posible calcular la distancia hasta el objeto
donde se reflejoacute el haz En un equipo de radar el proceso de transmi-
sioacuten-recepcioacuten de impulsos ocurre continuamente en fracciones de
segundo
El radar no solo detecta la presencia de un objeto remoto como un
avioacuten en el aire sino que es capaz de fijar su posicioacuten en el espacio su
tamantildeo y su forma aproximada asiacute como la direccioacuten de su movimien-
to y su velocidad
Aunque en sus oriacutegenes fue un instrumento beacutelico hoy se utiliza
ampliamente para fines paciacuteficos como la navegacioacuten mariacutetima y el
control de traacutefico aeacutereo El radar ha encontrado una aplicacioacuten casi
universal en la meteorologiacutea y la prediccioacuten del tiempo ademaacutes de
localizar perturbaciones importantes como los huracanes o los tornados
tambieacuten se usa para efectuar el seguimiento de las condiciones climato-
loacutegicas locales Los radares meteoroloacutegicos proporcionan informacioacuten
acerca del volumen de las precipitaciones y permiten alertar con antela-
cioacuten sobre posibles inundaciones Los maacutes recientes dan la posibilidad
de medir la velocidad del viento cuando hay tormenta a partir de un
fenoacutemeno conocido como efecto Doppler
Radares de otro tipo son utilizados por la policiacutea de traacutensito para de-
terminar la velocidad de los vehiacuteculos y cuantificar la densidad del
traacutefico en las calles principales Tambieacuten para controlar automaacutetica-
mente los semaacuteforos Por ejemplo hay sistemas que pueden proyectar
la luz roja automaacuteticamente si el vehiacuteculo se acerca a un cruce de cui-
dado con una velocidad por encima del liacutemite permitido
Resonancia magneacutetica Otro tipo de interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia en la regioacuten de
altas frecuencias es la resonancia magneacutetica Existen diversos tipos
nuclear paramagneacutetica electroacutenica ferromagneacutetica antiferromagneacutetica
de ondas de spin cuadrupolar nuclear y resonancia de spin de electro-
nes de conduccioacuten todas se aplican mayormente en la investigacioacuten
cientiacutefica Se describiraacute solamente la resonancia magneacutetica nuclear
(RMN) ya que es la maacutes conocida por haberse extendido su uso como
herramienta de diagnoacutestico en la medicina
La RMN no implica radiactividad ni ninguacuten otro tipo de radiacioacuten
ionizante pues se trabaja uacutenicamente en la regioacuten de radiofrecuencias
El nuacutecleo atoacutemico posee un momento magneacutetico N similar al momen-
to magneacutetico de spin del electroacuten s Como su valor es miles de veces
menor que el de s no es necesario tomarlo en cuenta al analizar las
propiedades diamagneacuteticas paramagneacuteticas o ferromagneacuteticas de una
determinada sustancia
Sin embargo cuando se hace incidir radiacioacuten de frecuencia ade-
cuada sobre una sustancia que a la vez estaacute sometida a un campo mag-
neacutetico estaacutetico de gran intensidad el momento magneacutetico nuclear es
capaz de interaccionar con esa radiacioacuten y absorber gran cantidad de
energiacutea Esto es precisamente lo que caracteriza una resonancia la
absorcioacuten soacutelo tiene lugar a una frecuencia especiacutefica (o en un intervalo
de frecuencias muy estrecho a su alrededor) y no a cualquier frecuen-
cia
97
Como fuente de radiacioacuten se utiliza una bobina por la que circula
una corriente alterna de frecuencia adecuada (figura 411)
La descripcioacuten de lo que ocurre seguacuten la fiacutesica claacutesica es la si-
guiente cuando el campo estaacutetico externo (de intensidad Bo en la figu-
ra) interacciona con los momentos magneacuteticos nucleares tiende a ali-
nearlos en una direccioacuten paralela a las liacuteneas de induccioacuten perpendicu-
lar al polo del electroimaacuten en la figura Sin embargo esta alineacioacuten no
llega a ser perfecta pues los momentos magneacuteticos tienen tendencia a
rotar alrededor de las liacuteneas de induccioacuten Este movimiento particular
de rotacioacuten se conoce como precesioacuten similar al cabeceo de los trom-
pos cuando van perdiendo velocidad se ha representado por la flecha (o
vector) en el recuadro a la derecha de la figura 411
Figura 411 Esquema de un experimento de reso-
nancia magneacutetica
El nuacutemero de rotaciones por segundo que realiza el vector es la fre-
cuencia de precesioacuten o que depende de Bo seguacuten la expresioacuten o =
4258Bo (o en MHz y Bo en T) Cuando la frecuencia de la sentildeal
externa aplicada coincide con o se produce la resonancia Asiacute para
lograr la resonancia de los protones del agua si Bo = 05 T se necesita
aplicar una sentildeal en la bobina de 213 MHz aproximadamente Esta
particularidad de interaccionar con los protones del agua se utiliza en
los equipos modernos de obtencioacuten de imaacutegenes por resonancia magneacute-
tica para diagnoacutestico meacutedico (capiacutetulo 6)
Deteccioacuten de metales El desarrollo de instrumentos capaces de detectar metales bajo tierra
mediante ondas de radio estaacute asociado a los primeros ensayos de em-
plear esas ondas en sistemas de orientacioacuten aeacuterea alrededor de 1920
Estos intentos proporcionaron versiones primitivas de los modernos
radiogonioacutemetros que se utilizan hoy diacutea en la navegacioacuten mariacutetima y
aeacuterea Se buscaba que los aviones fueran capaces de orientarse en diacuteas
muy nubosos o con niebla para esto se utilizaba como emisor de ondas
la torre transmisora de alguna estacioacuten local de radio de ubicacioacuten co-
nocida Como sistema receptor en el aeroplano capaz de determinar la
direccioacuten de la emisora se utilizaba una antena direccional en forma de
aro o anillo metaacutelico abierto con los extremos unidos por conductores
al equipo receptor de radio
La antena direccional funciona de la manera siguiente cuando el
plano de la circunferencia que forma la antena receptora se encuentra
paralelo a la liacutenea recta que va desde el avioacuten a la antena emisora la
recepcioacuten es maacutexima cuando este plano estaacute perpendicular a esa liacutenea
lo que equivale a rotar la antena frac14 de vuelta de su posicioacuten de maacutexima
recepcioacuten la recepcioacuten es praacutecticamente nula La mayoriacutea de los recep-
tores de amplitud modulada (AM) poseen en su interior antenas de este
tipo en forma de bobina con muchas vueltas de alambre (enrolladas
usualmente sobre un nuacutecleo de ferrita figura 412) por lo que la inten-
sidad de la recepcioacuten depende fuertemente de la orientacioacuten del recep-
tor respecto a la emisora Cuando el extremo de la bobina apunta direc-
tamente hacia la fuente emisora la sentildeal es miacutenima y puede llegar a
anularse totalmente
Figura 412 Dependencia de la recepcioacuten de la
sentildeal en funcioacuten del aacutengulo de la antena con la ra-
diacioacuten incidente
Este efecto de recepcioacuten nula cuando la espira estaacute orientada hacia la
direccioacuten de la fuente emisora es el principio baacutesico de operacioacuten de los
antiguos sistemas de orientacioacuten aeacuterea pues la posicioacuten de no recep-
cioacuten es muy precisa y se utilizaba para situar al avioacuten en la direccioacuten
determinada
La direccioacuten que se iba a seguir se determinaba girando la antena re-
ceptora hasta obtener sentildeal cero El piloto podiacutea entonces ir corrigiendo
a conveniencia la direccioacuten del vuelo hasta lograr la direccioacuten deseada
Sin embargo ya desde los primeros intentos de llevar a cabo esta
teacutecnica de orientacioacuten surgiacutean errores significativos cuando se sobrevo-
laban determinados territorios Diferentes pilotos en diversos aviones
guiaacutendose por la misma estacioacuten emisora encontraban siempre los
mismos errores en los mismos lugares Investigaciones posteriores re-
velaron que donde ocurriacutean las interferencias habiacutea yacimientos mine-
rales con alto contenido de metal o existiacutean grandes construcciones de
ese material como por ejemplo el techo de tejas metaacutelicas de una gran
faacutebrica
Finalmente se logroacute encontrar la siguiente explicacioacuten una antena
emisora emite radiacioacuten en todas direcciones Si la sentildeal posee suficien-
te intensidad seraacute capaz de inducir corrientes significativas en un buen
conductor como un techo metaacutelico o un gran tanque de agua o combus-
tible Esas corrientes inducidas son capaces de emitir a su vez una
sentildeal secundaria con la frecuencia de la fuente original tambieacuten en
todas direcciones aunque de mucha menor intensidad No obstante si
el receptor utilizado en un avioacuten es sensible las sentildeales secundarias se
detectaraacuten superpuestas a la sentildeal original cuando el avioacuten se encuentra
cerca de la fuente secundaria
Para obtener la sentildeal cero que serviacutea de referencia al piloto el plano
de la antena del avioacuten debiacutea estar perfectamente perpendicular a la di-
reccioacuten de la antena emisora Como la radiacioacuten de la antena emisora y
la reflejada por el emisor secundario no proveniacutean de la misma direc-
cioacuten no era posible lograr que la sentildeal en la antena receptora del avioacuten
se anulara totalmente y de ahiacute los errores de orientacioacuten detectados
(que pueden corregirse faacutecilmente una vez conocido su origen)
Se atribuye al teacutecnico de sistemas de navegacioacuten aeacuterea Gerhard Fis-
her la sugerencia de que la radiacioacuten secundaria emitida por el metal
podiacutea ser utilizada para la deteccioacuten de metales soterrados Esa praacutectica
ha tenido un gran desarrollo hasta nuestros diacuteas
100
Los detectores de metal contemporaacuteneos utilizan una sola antena
que trabaja alternadamente como emisor y receptor durante fracciones
de segundo en forma similar a como lo hace la antena de radar La
antena va ubicada en una especie de plato llano colocado en el extremo
de una barra o mango de sujecioacuten que contiene los circuitos electroacuteni-
cos y la bateriacutea que energiza el instrumento (figura 413)
Figura 413 Detector de metales Tomado de
httpschoolmechuwaeduau
En su estado baacutesico de funcionamiento el equipo no detecta sentildeal
alguna Cuando el plato se desplaza cerca del suelo o de una pared don-
de se halla enterrado alguacuten objeto metaacutelico como por ejemplo una
tuberiacutea aparece una sentildeal de rechazo causada por la radiacioacuten secun-
daria emitida por el metal Esa sentildeal origina una FEM inducida en la
antena que se puede amplificar por medios electroacutenicos para generar
sonido en un audiacutefono desviar una aguja indicadora o emitir una sentildeal
luminosa revelando asiacute la presencia del metal oculto
Un detector tiacutepico en el mercado pesa 375 libras opera a la fre-
cuencia de 12 kHz tiene sintoniacutea manual o automaacutetica a eleccioacuten es
capaz de indicar la profundidad a que se encuentra el metal y se energi-
za con 8 bateriacuteas tipo AA capaces de mantener trabajando el instru-
mento de 25 a 35 horas en reacutegimen de bajo consumo (utilizando audiacute-
fonos para ahorrar energiacutea) Los detectores maacutes sofisticados son capa-
ces de diferenciar entre diversos metales
101
Sistemas de deteccioacuten basados en principios similares se emplean en
el control de aduana de los aeropuertos para revelar la posible presencia
de armas ocultas las bobinas estaacuten insertadas en el marco de una puerta
que el viajero debe atravesar Tambieacuten existen detectores portaacutetiles del
tamantildeo aproximado de un teleacutefono celular en este caso un operador
desplaza el instrumento cerca de la persona examinada a pocos centiacute-
metros de los lugares del cuerpo de donde pudiera existir alguacuten arma
disimulada
En algunos paiacuteses son bastante comunes los buscadores de tesoros
aficionados que dedican su tiempo libre a hacer campismo en locacio-
nes donde hubo asentamientos humanos en otras eacutepocas o se efectua-
ron batallas importantes Los buscadores utilizan el detector de metal
para rastrear monedas antiguas armas hebillas adornos o cualquier
otro objeto metaacutelico algunos de estos objetos pueden alcanzar un gran
valor en la actualidad Otros se dedican a buscar anillos monedas o
prendas de valor perdidas en las arenas de las playas
Tambieacuten se construyen detectores especializados para buscar debajo
del agua Hay revistas dedicadas exclusivamente a estos temas que
aconsejan doacutende y coacutemo buscar reportan hallazgos de importancia y
ofrecen consejos teacutecnicos sobre los instrumentos a utilizar En los con-
flictos beacutelicos se utilizaron por mucho tiempo detectores de minas simi-
lares a los empleados por los buscadores de tesoros Actualmente no
son muy efectivos dada la proliferacioacuten de minas de plaacutestico y de ma-
dera desarrolladas precisamente con el fin de evitar su deteccioacuten me-
diante estos instrumentos
El radar de penetracioacuten terrestre Tambieacuten conocido como radar de sondeo terrestre o georradar el RPT
es un instrumento que trabaja en forma muy parecida a un radar con-
vencional Se considera que se aplicoacute por primera vez en Austria en
1929 para determinar el espesor de un glaciar Su antena transmisora
enviacutea pulsos cortos de alta frecuencia hacia la tierra Cuando la radia-
cioacuten encuentra un objeto o una frontera con diferente permitividad die-
leacutectrica aparecen variaciones en la sentildeal reflejada e informacioacuten de la
distancia a que se encuentra Hay muchos tipos y modelos especializa-
dos para diferentes aplicaciones 102
La profundidad de penetracioacuten de la sentildeal estaacute limitada por la con-
ductividad del terreno la frecuencia utilizada y la potencia radiada
Cuando la conductividad del suelo aumenta la penetracioacuten disminuye
porque la radiacioacuten se disipa maacutes faacutecilmente en forma de calor Las
altas frecuencias proporcionan mejor resolucioacuten pero penetran menos
que las bajas frecuencias En los suelos arenosos o en materiales com-
pactos y secos como el granito la piedra caliza y el hormigoacuten usual-
mente se logra una buena penetracioacuten (hasta 15 metros) En los suelos
huacutemedos o arcillosos u otros con alta conductividad eleacutectrica la pene-
tracioacuten es algunas veces de solo unos pocos centiacutemetros En el hielo la
radiacioacuten penetra cientos de metros
El radar de penetracioacuten terrestre se puede utilizar en gran cantidad
de medios diferentes que incluyen rocas suelos hielo agua pavimen-
tos y estructuras Puede detectar objetos enterrados cambios en el ma-
terial del suelo y subsuelo hendiduras y cavidades En las ciencias de la
tierra se usa para estudiar los lechos de roca el agua subterraacutenea y el
hielo Las aplicaciones de ingenieriacutea incluyen ensayos no destructivos
de estructuras y pavimentos la localizacioacuten de tuberiacuteas soterradas y el
estudio de las caracteriacutesticas del terreno En la arqueologiacutea se usa para
hacer levantamientos y mapas de yacimientos y sitios arqueoloacutegicos en
lo militar para la deteccioacuten de minas explosivos sin detonar y tuacuteneles
Una determinacioacuten tiacutepica con un equipo de RPT proporciona un per-
fil o seccioacuten laminar bajo la superficie Un conjunto de perfiles sirve
para construir una imagen tridimensional tomograacutefica Los datos se
pueden representar como bloques tridimensionales o en forma de cor-
tes horizontales o verticales Los cortes horizontales son mapas planos a
una profundidad determinada y por ello suelen ser los favoritos de los
arqueoacutelogos
103
CAPIacuteTULO 5
RADIACIOacuteN DE MAacuteS ALTA FRECUENCIA
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia Fotones
Las propiedades de la radiacioacuten electromagneacutetica difieren notablemente
de las propiedades de la sustancia Por ejemplo la radiacioacuten no posee
masa en reposo (no es posible pesarla en una balanza aunque en deter-
minadas condiciones siacute resulta posible asociarle una cierta masa efecti-
va) No obstante en la medida que la longitud de onda disminuye y la
frecuencia aumenta la radiacioacuten comienza a manifestar propiedades
no del todo acordes con una onda A frecuencias suficientemente altas
la energiacutea que la radiacioacuten es capaz de entregar no se transfiere de for-
ma continua sino en cantidades especiacuteficas o cuantos de valor ε = h
como si en vez de una onda estuvieacuteramos en presencia de un lsquochorrorsquo o
flujo de partiacuteculas (figura 51) En la expresioacuten anterior h es una cons-
tante de valor conocido la constante de Planck
Figura 51 Efecto fotoeleacutectrico
104
Se acostumbra designar esta caracteriacutestica muy particular de la ra-
diacioacuten electromagneacutetica como dualidad partiacutecula-onda indicando asiacute
que la radiacioacuten tiene un comportamiento que mezcla particularidades
de una onda y de un flujo de partiacuteculas Esta dualidad es praacutecticamente
indetectable en las ondas de radio pero en la regioacuten del espectro visible
y por encima de este se manifiesta en toda su plenitud
Las partiacuteculas luminosas fueron nombradas fotones por Albert
Einstein quien logroacute dar explicacioacuten al hasta entonces inexplicable
efecto fotoeleacutectrico que consiste en la expulsioacuten de electrones de un
metal cuando sobre eacutel incide luz de determinada frecuencia Einstein
consideroacute que cuando un electroacuten interacciona con un fotoacuten absorbe
toda su energiacutea h Si esa energiacutea es suficiente para vencer las fuerzas
de atraccioacuten de los nuacutecleos atoacutemicos el electroacuten es expulsado del me-
tal
La dualidad de la luz se manifiesta incluso en la expresioacuten matemaacute-
tica de su energiacutea ε = h pues ε se refiere a una partiacutecula especiacutefica y
es la frecuencia que se obtiene suponiendo que la radiacioacuten es una
onda no una partiacutecula Sin embargo a pesar de esta contradiccioacuten on-
da-partiacutecula el concepto dual funciona perfectamente y permitioacute prede-
cir (incluso cuantitativamente) lo que sucederiacutea en diversas situaciones
desconocidas La teoriacutea de Einstein logroacute explicar muchas caracteriacutesti-
cas del efecto fotoeleacutectrico que no podiacutean explicarse considerando la
luz como una onda electromagneacutetica Por ejemplo la energiacutea maacutexima
de los electrones expulsados es independiente de la intensidad de la luz
efecto imposible de explicar a partir del modelo ondulatorio El caraacutecter
dual de la radiacioacuten se verificoacute completamente en otros experimentos
posteriores y es hoy aceptado universalmente
El teacutermino efecto fotoeleacutectrico tambieacuten puede referirse a otros tres
procesos la fotoionizacioacuten la fotoconduccioacuten y el efecto fotovoltaico
La fotoionizacioacuten es la ionizacioacuten de un gas por la luz u otra radiacioacuten
electromagneacutetica Si los fotones tienen suficiente energiacutea logran sepa-
rar uno o maacutes electrones externos de los aacutetomos de gas
En la fotoconduccioacuten los electrones de sustancias soacutelidas cristalinas
no conductoras absorben la energiacutea de los fotones y adquieren asiacute sufi-
ciente energiacutea para poder conducir la electricidad En el efecto fotovol-
taico de los semiconductores los fotones crean pares electroacuten-hueco
105
Un lsquohuecorsquo es la falta de un electroacuten en un enlace quiacutemico y se
comporta como una partiacutecula en determinadas condiciones Las celdas
solares o celdas fotoeleacutectricas hechas de silicio arseniuro de galio u
otro material similar convierten directamente la radiacioacuten en electrici-
dad mediante el efecto fotovoltaico
Radiacioacuten ionizante y no ionizante
Las radiaciones electromagneacuteticas se pueden clasificar en dos grandes
grupos en dependencia de si pueden arrancar electrones de la envoltura
atoacutemica o no radiaciones ionizantes y no ionizantes
Las ionizantes son aquellas que corresponden a frecuencias muy al-
tas (ultravioleta (UV) lejano rayos X y rayos ) donde la energiacutea es
suficiente para romper los enlaces quiacutemicos e ionizar los aacutetomos A las
frecuencias maacutes bajas (luz visible microondas y radio) la energiacutea del
fotoacuten no es suficiente para romper enlaces quiacutemicos la radiacioacuten es no
ionizante En la tabla 51 aparecen algunas caracteriacutesticas de la interac-
cioacuten de la radiacioacuten con la sustancia incluyendo las ondas de radio ya
analizadas en el capiacutetulo 4
TABLA 51
Interaccioacuten de la radiacioacuten con la sustancia
Tipo
de radiacioacuten Caracteriacutesticas
Ionizante Ioniza o rompe las moleacuteculas (UV lejano
rayos X y )
No ionizante
(oacuteptica)
Excita los electrones e induce reacciones quiacute-
micas (UV cercano visible e IR)
No ionizante
(radio tipo A)
Induce corrientes e interacciona con los dipo-
los produciendo el calentamiento de los tejidos
(microondas y radio AF)
No ionizante
(radio tipo B)
Praacutecticamente no produce calentamiento
(campos de frecuencia industrial y radio por
debajo de 1 MHz)
106
Radiacioacuten y organismo vivo
Tanto la radiacioacuten ionizante como la no ionizante pueden causar efectos
notables en los tejidos Las radiaciones UV visible e IR dan lugar a la
excitacioacuten electroacutenica de las moleacuteculas aunque no a su ionizacioacuten Sin
embargo esa excitacioacuten puede favorecer alguacuten tipo de reaccioacuten foto-
quiacutemica Ejemplos tiacutepicos son la fotosiacutentesis en las plantas y la produc-
cioacuten de vitamina D en la piel bajo la accioacuten de la luz solar
Las emisiones de radio y microondas por encima de 1 MHz pueden
inducir calor directamente en los tejidos mediante diferentes efectos
Por debajo de 1 MHz la radiacioacuten es muy poco eficiente para producir
calor la correspondiente longitud de onda es mayor que la longitud
del cuerpo humano y la radiacioacuten lo atraviesa sin mayores efectos co-
nocidos En esta uacuteltima regioacuten se incluyen las ondas de radio de baja
frecuencia y las de frecuencia industrial asociadas a las liacuteneas de
transmisioacuten de la energiacutea eleacutectrica (50 o 60 Hz seguacuten el paiacutes conside-
rado)
La capacidad de penetracioacuten en los organismos vivos tampoco es la
misma para los diferentes tipos de radiacioacuten electromagneacutetica Las on-
das de radio y los rayos X son capaces de atravesar faacutecilmente las sus-
tancias bioloacutegicas mientras que la radiacioacuten visible y ultravioleta se
absorbe completamente en su superficie En las tablas 52 y 53 se re-
sume la clasificacioacuten de las radiaciones ionizantes y no ionizantes
atendiendo a su frecuencia asiacute como algunas de sus aplicaciones en las
regiones de radio y microondas
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Radiaciones infrarroja y visible
Cuando la longitud de onda de la radiacioacuten es del orden de varios cien-
tos de nanoacutemetros nos encontramos en la regioacuten del espectro corres-
pondiente al infrarrojo (IR) visible y ultravioleta (UV) La longitud de
onda de la radiacioacuten IR es menor que la de las ondas de radio y mayor
que la de la luz visible la longitud de onda variacutea entre 0001 y 1 mi-
liacutemetro aproximadamente Su efecto principal al incidir sobre cualquier
objeto es generar calor y elevar la temperatura de su superficie La ra-
diacioacuten infrarroja es la principal responsable de la sensacioacuten de calor
que se siente al acercar la mano a un objeto caliente aunque este no se
encuentre en estado incandescente ni emita luz
Todos los cuerpos incluyendo el cuerpo humano emiten radiacioacuten
infrarroja en mayor o menor grado razoacuten por la cual esa radiacioacuten se
puede utilizar para obtener imaacutegenes de objetos lejanos ocultos por la
bruma atmosfeacuterica que dispersa la luz visible pero no la radiacioacuten
infrarroja
La fotografiacutea infrarroja desarrollada hacia 1880 se ha convertido en
la actualidad en una importante herramienta de diagnoacutestico en la agri-
cultura la industria y la medicina En este uacuteltimo caso el empleo de
teacutecnicas infrarrojas permite observar situaciones patoloacutegicas que no
pueden verse a simple vista o en una radiografiacutea
En medicina se llama termografiacutea a la medida del calor corporal
emitido por la piel Mediante placas fotograacuteficas o receptores de ima-
gen sensibles a los rayos infrarrojos se pueden obtener termogramas de
la totalidad o parte del cuerpo Las variaciones de la temperatura en la
epidermis dependen entre otros factores del nuacutemero de vasos sanguiacute-
neos y de su cercaniacutea a la superficie corporal Imaacutegenes anormales
permiten diagnosticar una enfermedad Por ejemplo un punto caliente
en un lugar no acostumbrado puede indicar el desarrollo de un caacutencer
mientras que un punto friacuteo puede indicar un bloqueo del torrente san-
guiacuteneo como el producido por una trombosis
Dispositivos infrarrojos como los empleados en los conflictos beacuteli-
cos permiten ver objetos en la oscuridad e incluso a traveacutes de otros
objetos La teledeteccioacuten mediante fotografiacutea infrarroja aeacuterea y orbital
se ha empleado para observar las condiciones de las cosechas y el dantildeo
producido por insectos y enfermedades en grandes zonas agriacutecolas asiacute 110
como para localizar depoacutesitos minerales En los uacuteltimos antildeos la detec-
cioacuten IR se ha aplicado intensamente en la astronomiacutea
La naturaleza nos ha dotado de un instrumento que permite detectar
la radiacioacuten electromagneacutetica en el intervalo aproximado de 380 a 760
nanoacutemetros ese instrumento es el ojo El ojo humano es un oacutergano
complejo que posee un lente capaz de adaptarse a la distancia del objeto
que se enfoca para obtener una imagen niacutetida (el cristalino) Los conos
y los bastoncillos ceacutelulas especializadas en el fondo del ojo son capa-
ces de separar diferentes longitudes de onda proporcionaacutendonos dife-
rentes sensaciones de color Asiacute la radiacioacuten de longitud de onda cer-
cana a los 380 nm produce la sensacioacuten de violeta mientras que la de
760 nm produce la sensacioacuten de rojo Las longitudes de onda interme-
dias proporcionan todos los restantes colores de forma continua pasan-
do del rojo a los tonos naranjas amarillos verdes azules y violetas a
medida que la longitud de onda disminuye (figura 52)
Figura 52 Espectro visible
Estiacutemulos fiacutesicos diferentes pueden producir una misma sensacioacuten
de color en el ojo Asiacute una mezcla de luces roja y verde de intensidades
apropiadas parece exactamente igual a una luz amarilla espectral aun-
que la mezcla no contiene radiacioacuten de longitud de onda correspondien-
te al amarillo Se puede lograr cualquier sensacioacuten de color mezclando
diversas intensidades de luz roja azul y verde Por eso estos colores se
denominan ldquoaditivos primariosrdquo Si se mezclan los colores primarios
con intensidades aproximadamente iguales se produce la sensacioacuten de
luz blanca
Ademaacutes existen parejas de colores espectrales puros que al mezclar-
los en la proporcioacuten adecuada tambieacuten producen luz blanca se deno-
minan ldquocolores complementariosrdquo Entre esos pares figuran determina-
dos amarillos y azules o rojos y verdes azulados Esta propiedad se usa
para obtener los colores adecuados en las pantallas luminosas de televi-
sores y monitores de computadoras
Muchas fuentes de luz artificiales o naturales como el Sol emiten
luz blanca que es en realidad una mezcla de muchas longitudes de onda
Cuando esta luz pasa por un prisma se separa en sus componentes es-
pectrales (cada longitud de onda se desviacutea o refracta un aacutengulo dife-
rente) y se obtiene un haz coloreado La luz roja es la que menos se
refracta y la violeta la maacutes refractada El fenoacutemeno es faacutecilmente de-
tectable en los bordes biselados de un espejo o de cualquier otro objeto
transparente La dispersioacuten de la luz tambieacuten tiene lugar en la atmoacutesfera
tras la lluvia cuando quedan pequentildeas gotas de agua pulverizada como
remanentes Esas pequentildeas gotas actuacutean como prismas dando lugar al
arco iris
No es posible en tan breve espacio hacer una descripcioacuten detallada
de todos los posibles fenoacutemenos y aplicaciones en los que interviene la
luz visible ni siquiera mencionar los maacutes importantes Cualquier carre-
ra de ciencias e ingenieriacutea usualmente dedica todo un semestre o buena
parte de eacutel al estudio de la oacuteptica y las propiedades y aplicaciones de la
luz visible (refraccioacuten interferencia difraccioacuten absorcioacuten cuantifica-
cioacuten presioacuten de la luzhellip) Es por eso que solo hemos seleccionado dos
ejemplos que ilustran la gran importancia de la radiacioacuten visible en el
mundo que nos rodea
Fotosiacutentesis
Como primer ejemplo consideremos la fotosiacutentesis Este es el proceso
mediante el cual los organismos con clorofila como las plantas verdes
las algas y algunas bacterias reciben energiacutea de la luz y la utilizan para
elaborar diferentes productos quiacutemicos Conjuntamente se consume
CO2 y se produce oxiacutegeno
Con la excepcioacuten de la pequentildea contribucioacuten de las fuentes eoacutelicas
geoteacutermicas hidroeleacutectricas fotovoltaicas y las plantas de energiacutea nu-
clear praacutecticamente toda la energiacutea restante que consume la biosfera
terrestre procede de la fotosiacutentesis Las plantas absorben la energiacutea
solar directamente en forma de radiacioacuten para desarrollarse los herbiacute-
voros absorben esa energiacutea indirectamente al nutrirse de las plantas y
los carniacutevoros tambieacuten la recolectan cuando se alimentan de los herbiacute-
voros Ademaacutes los combustibles foacutesiles como el petroacuteleo y la hulla
almacenan la energiacutea solar capturada hace millones de antildeos mediante la
fotosiacutentesis
Una ecuacioacuten generalizada y no ajustada de la fotosiacutentesis en pre-
sencia de luz seriacutea
CO2 + 2H2A + luz + clorofila = (CH2) + H20 + H2A
donde el teacutermino H2A de la foacutermula representa un compuesto oxida-
ble del cual se pueden extraer electrones CO2 es el dioacutexido de carbono
y CH2 una generalizacioacuten de los hidratos de carbono que incorpora el
organismo vivo La clorofila actuacutea como catalizador y no se transfor-
ma En la gran mayoriacutea de las algas y las plantas verdes H2A es agua
(H2O) pero en algunas bacterias fotosinteacuteticas H2A es anhiacutedrido sulfuacute-
rico (H2S)
La fotosiacutentesis con agua es la maacutes importante y conocida tiene lugar
en dos etapas la primera consiste en una serie de reacciones que de-
penden de la luz y son independientes de la temperatura la segunda
etapa consiste en otra serie de reacciones que dependen de la tempera-
tura y son independientes de la luz La ecuacioacuten completa y ajustada de
la fotosiacutentesis para la glucosa en la que el agua actuacutea como donante de
electrones y en presencia de luz es
6CO2 + 12H20 = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Laacuteser El laacuteser es un ejemplo de instrumento oacuteptico que ha tenido un sinfiacuten de
aplicaciones en ramas muy diversas de la ciencia y la tecnologiacutea mo-
derna Del ingleacutes Light Amplification by Stimulated Emission of Radia-
tion fue inventado alrededor de 1960 pero no estaacute del todo clara su
paternidad
Una fuente de luz ordinaria se caracteriza porque la radiacioacuten emiti-
da desde cada punto de la fuente oscila en forma independiente de la
emitida por los restantes puntos la radiacioacuten no es coherente Los laacutese-
res son laacutemparas que emiten luz en forma coherente logrando que las
radiaciones emitidas por todos los puntos de la fuente oscilen al uniacute-
sono en fase o de forma acompasada una representacioacuten de lo que esto
significa aparece en la figura 53 La coherencia hace que la luz laacuteser
pueda ser extremadamente intensa muy direccional y con una gran
pureza de color
Existen laacuteseres que trabajan en frecuencias que van desde el infra-
rrojo hasta los rayos X Seguacuten la sustancia que emplean para generar la
luz suelen denominarse de estado soacutelido de gas a semiconductores y
liacutequidos 113
En un laacuteser los aacutetomos de determinadas sustancias lsquoalmacenanrsquo la
luz durante fracciones de segundo y la emiten posteriormente en forma
coherente Primero los electrones de los aacutetomos en la sustancia activa
son llevados a un estado excitado por una fuente de radiacioacuten externa
despueacutes esos aacutetomos son estimulados para que emitan la energiacutea alma-
cenada en forma de fotones mediante un proceso conocido como emi-
sioacuten estimulada
Figura 53 Esquema de un laacuteser de rubiacute y formacioacuten del haz de luz coherente
Los fotones emitidos tienen una frecuencia que depende de los aacuteto-
mos de la sustancia en cuestioacuten y se desplazan en forma coherente con
los fotones de la radiacioacuten que los estimula estos fotones chocan a su
vez con otros aacutetomos excitados y liberan nuevos fotones De esta forma
la luz se va amplificando a medida que los fotones se desplazan en uno
u otro sentido entre dos espejos paralelos desencadenando nuevas emi-
siones estimuladas Al mismo tiempo parte de la luz se ldquofiltrardquo por uno
de los espejos que es solo parcialmente reflectante y puede entonces
ser utilizada con fines praacutecticos
La excitacioacuten se realiza mediante la luz de tubos de destello de xe-
noacuten laacutemparas de arco o laacutemparas de vapor metaacutelico Normalmente el
laacuteser funciona por pulsos generando destellos de luz intensa de muy
corta duracioacuten
La figura 53 muestra el esquema de uno de los primeros laacuteseres el
de rubiacute Aunque el rubiacute es una piedra preciosa de origen mineral es
posible obtener rubiacutees sinteacuteticos a partir de una mezcla de oacutexidos de
aluminio y cromo a altas temperaturas La siacutentesis permite optimizar la
forma y contenido de impurezas del producto final con vistas a su apli-
cacioacuten Los iones de Cr3+ son capaces de excitarse con una fuente de
xenoacuten y emitir luz roja de gran intensidad Los extremos de la varilla se 114
tallan de forma que las superficies de los extremos sean paralelas y
tengan una longitud adecuada y se recubren con una capa reflectante
no metaacutelica para formar los espejos
El principal peligro al trabajar con laacuteseres es el dantildeo ocular ya que
el ojo concentra la luz laacuteser igual que cualquier otro tipo de luz Por
eso el haz del laacuteser no debe nunca incidir sobre los ojos ni siquiera por
reflexioacuten
Los usos actuales del laacuteser son praacutecticamente ilimitados En la in-
dustria se emplean como fuente de calor muy localizada Es posible
enfocar sobre un punto pequentildeo un haz de laacuteser potente con lo que se
logra una enorme densidad de energiacutea capaz de calentar fundir o vapo-
rizar materiales de forma precisa Se usan para taladrar diamantes mo-
delar maacutequinas herramientas recortar componentes microelectroacutenicos
grabar datos en discos compactos CD y DVD cortar patrones de mo-
das y sintetizar nuevos materiales
El potente y breve pulso producido por un laacuteser tambieacuten hace posi-
bles fotografiacuteas de alta velocidad con un tiempo de exposicioacuten de algu-
nas billoneacutesimas de segundo Tambieacuten se utilizan laacuteseres para medir
distancias con gran precisioacuten y alinear las estructuras en la construccioacuten
de carreteras y edificios
En la investigacioacuten cientiacutefica se emplean para detectar los movi-
mientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodeacutesicas son
los detectores maacutes eficaces de ciertos tipos de contaminacioacuten atmosfeacute-
rica y se han empleado igualmente para determinar la distancia varia-
ble entre la Tierra y la Luna
Como la luz del laacuteser es muy direccional y monocromaacutetica resulta
faacutecil detectar cantidades muy pequentildeas de luz dispersa o modificacio-
nes en su frecuencia al interaccionar con las sustancias midiendo estos
cambios los cientiacuteficos han conseguido estudiar las estructuras internas
de las moleacuteculas
Los laacuteseres han hecho que se pueda determinar la velocidad de la luz
con una precisioacuten sin precedentes tambieacuten permiten inducir reacciones
quiacutemicas de forma selectiva y detectar la existencia de trazas de impu-
rezas en una muestra La luz de un laacuteser puede viajar largas distancias
por el espacio exterior con una pequentildea reduccioacuten de la intensidad de la
sentildeal A causa de su alta frecuencia la luz laacuteser puede transportar por
ejemplo 1000 veces maacutes canales de televisioacuten de lo que transportan las
microondas por lo que el laacuteser resulta ideal para las comunicaciones
espaciales
Se han desarrollado fibras oacutepticas de baja peacuterdida que transmiten luz
laacuteser para la comunicacioacuten terrestre en sistemas telefoacutenicos y redes de
computadoras Se han empleado teacutecnicas laacuteser para registrar informa-
cioacuten con una densidad muy alta por ejemplo la luz laacuteser simplifica el
registro de un holograma sistema que permite grabar y reconstruir
imaacutegenes tridimensionales Los sistemas de guiado por laacuteser para misi-
les aviones y sateacutelites son muy comunes en la tecnologiacutea militar
Finalmente el laacuteser tambieacuten se usa intensamente en la medicina
Utilizando haces intensos y estrechos es posible cortar y cauterizar cier-
tos tejidos en una fraccioacuten de segundo sin dantildear al tejido sano circun-
dante Se ha empleado el laacuteser para ldquosoldarrdquo la retina perforar el craacute-
neo reparar lesiones y cauterizar vasos sanguiacuteneos
Radiacioacuten ultravioleta Es la radiacioacuten electromagneacutetica cuyas longitudes de onda se en-
cuentran entre el liacutemite de la luz violeta (380 nm) y el extremo de la
regioacuten de los rayos X (15 nm) La radiacioacuten UV se puede producir arti-
ficialmente mediante laacutemparas de arco la de origen natural proviene
principalmente del Sol Puede ser dantildeina para los seres vivos sobre
todo cuando su longitud de onda es pequentildea La de inferior a 300 nm
se emplea para esterilizar porque mata las bacterias y los virus Esa
misma radiacioacuten puede producir quemaduras en los seres humanos si
es intensa Una exposicioacuten prolongada durante antildeos a esta radiacioacuten
aunque sea de baja intensidad puede provocar fotodegradacioacuten (la piel
se reseca y arruga) o caacutencer en la piel
La atmoacutesfera terrestre protege a los organismos vivos de la radiacioacuten
UV del Sol Si toda la radiacioacuten UV proveniente del Sol llegara a la
superficie terrestre muy probablemente acabariacutea con la mayor parte de
la vida en el planeta Afortunadamente la capa de ozono que se en-
cuentra en una regioacuten de aproximadamente entre 20 y 30 km de altura a
una concentracioacuten de 2 a 8 partes por milloacuten absorbe casi toda la radia-
cioacuten UV de pequentildea y gran parte de la correspondiente a las longitu-
des de onda mayores
El ozono (O3) es un gas compuesto por tres aacutetomos de oxiacutegeno y se
forma por la accioacuten de la luz solar UV de alta energiacutea (200-240 nm)
sobre el oxiacutegeno molecular (O2) en un proceso que se puede represen-
tar como 3O2 + radiacioacuten solar = 2O3 Por otra parte la radiacioacuten UV
menos energeacutetica de mayor (hasta los 280 nm) es capaz de disgregar
las moleacuteculas de ozono convirtieacutendolo en el oxiacutegeno original Esta
radiacioacuten tambieacuten perjudicial a las personas es asimismo absorbida
durante este proceso Se crea asiacute un equilibrio beneficioso para las
personas donde se crea y destruye ozono continuamente a la vez que se
absorbe la radiacioacuten UV perjudicial antes que llegue a tierra La radia-
cioacuten UV no siempre tiene efectos dantildeinos tambieacuten puede ser beneacutefica
pues gran parte de la vitamina D que las personas y los animales necesi-
tan para mantenerse sanos se produce cuando la piel es irradiada por la
componente solar de esa radiacioacuten
No se debe extrapolar o confundir el efecto beneacutefico del ozono en la
estratosfera al efecto del ozono ambiental en las capas bajas de la at-
moacutesfera donde resulta ser un contaminante peligroso y muy activo Se
forma esencialmente por la accioacuten de la luz solar sobre el oxiacutegeno del
aire mezclado con hidrocarburos y oacutexidos de nitroacutegeno proveniente de
la quema de combustibles En cantidades muy pequentildeas puede irritar
las viacuteas respiratorias causando tos ardentiacutea resuello falta de aire y
agravar el asma y otras dolencias pulmonares La exposicioacuten a concen-
traciones tan pequentildeas como 100 ppb (partes por billoacuten) es capaz de
dantildear los tejidos del sistema respiratorio y tambieacuten los tejidos vegeta-
les
Rayos X Los rayos X son radiaciones electromagneacuteticas de frecuencia superior al
ultravioleta fueron descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen a fina-
les del siglo XIX
En noviembre de 1895 en su laboratorio de la universidad de Wuumlrz-
burg Alemania Roentgen estudiaba los efectos de pasar una corriente
eleacutectrica por un gas a baja presioacuten contenido en un bulbo de vidrio Le
llamoacute la atencioacuten que durante el experimento se volvieran luminosas
algunas sales fluorescentes que se hallaban cubiertas en su mesa de
trabajo Intrigado y despueacutes de realizar varios ensayos llegoacute a la con-
clusioacuten de que habiacutea encontrado un nuevo tipo de radiacioacuten invisible
capaz de atravesar los cuerpos La llamoacute rayos X pues es comuacuten usar la
X como incoacutegnita en las matemaacuteticas Al colocar la mano de su esposa
junto a una placa fotograacutefica y exponerla a la radiacioacuten desconocida
obtuvo la primera radiografiacutea de la historia
La longitud de onda de esta radiacioacuten comprende el intervalo de
10 nm hasta 0001 nm mientras menor es la longitud de onda mayor es
la frecuencia ν y mayores son su energiacutea y poder de penetracioacuten (recor-
dar v = y ε = h)
Los rayos de mayor cercanos al ultravioleta se conocen como rayos
X blandos Los de menor proacuteximos a la zona de rayos gamma o que
incluso se solapan con esta se denominan rayos X duros Los rayos X
formados por una mezcla de muchas diferentes se conocen como rayos X
blancos para diferenciarlos de los rayos X monocromaacuteticos que tienen
una sola (o un intervalo muy pequentildeo alrededor de ella) Muchos obje-
tos son maacutes o menos transparentes a los rayos X Su absorcioacuten por una
sustancia determinada depende de su densidad y de su masa atoacutemica que
es la masa de un aacutetomo de la sustancia en cuestioacuten Mientras menor sea la
masa atoacutemica de un determinado material maacutes transparente seraacute a los ra-
yos X
Los rayos X afectan a una emulsioacuten fotograacutefica del mismo modo
que lo hace la luz visible Cuando se irradia el cuerpo humano los hue-
sos compuestos de elementos con mayor masa atoacutemica que los tejidos
circundantes absorben los rayos X en mayor proporcioacuten que los teji-
dos por lo que producen sombras maacutes oscuras en una fotografiacutea La
placa usada en medicina es un negativo fotograacutefico por eso los huesos
se ven blancos y los tejidos oscuros
Los rayos X se emplean como rutina en la investigacioacuten cientiacutefica en
disciplinas como la fiacutesica quiacutemica mineralogiacutea metalurgia y biologiacutea En
1912 el alemaacuten Max von Laue encontroacute que al hacer incidir un haz de
radiacioacuten de rayos X no monocromaacutetico sobre un cristal de sal comuacuten
(NaCl) apareciacutea un patroacuten de difraccioacuten caracteriacutestico que podiacutea ser reco-
gido en una placa fotograacutefica (figura 54)
Figura 54 Difraccioacuten de los rayos X en un cristal de
NaCl y estructura cristalina microscoacutepica del NaCl
Este experimento permitioacute verificar dos cosas muy importantes desco-
nocidas hasta el momento
1 La naturaleza ondulatoria de los rayos X que habiacutean sido descubiertos por Roumlentgen en 1895 sin que se lograra de-terminar de queacute estaban compuestos
2 La estructura perioacutedica de los cristales lo que hoy diacutea se
conoce como estructura cristalina de las sustancias soacutelidas La teacutecnica maacutes comuacuten aunque no la uacutenica es utilizar el fenoacutemeno de
difraccioacuten para analizar la estructura interna de las sustancias A partir del
anaacutelisis del haz difractado se pueden determinar las posiciones de los aacuteto-
mos o las moleacuteculas en la red cristalina microscoacutepica de la sustancia en
cuestioacuten (determinacioacuten de estructuras) Los rayos X tambieacuten se emplean
intensivamente en la industria como herramienta de investigacioacuten y para
realizar numerosos procesos de prueba y ensayos no destructivos como es
el examinar las posibles imperfecciones mecaacutenicas de una pieza metaacutelica
sin dantildearla
Rayos X en la medicina El uso de esta radiacioacuten en la medicina contemporaacutenea es insustituible
Las radiografiacuteas o fotografiacuteas de rayos X y la fluoroscopiacutea se usan coti-
dianamente como herramientas de diagnoacutestico Una teacutecnica algo maacutes
reciente es la tomografiacutea axial computarizada (TAC) que proporciona
una visioacuten clara de cualquier parte de la anatomiacutea incluyendo los teji-
dos blandos A costa de una exposicioacuten mayor a la radiacioacuten la tomo-
grafiacutea permite ver una seccioacuten o corte completo del cuerpo del paciente
con una claridad aproximadamente 100 veces mayor que la de una pla-
ca tradicional
Un tomoacutegrafo es un instrumento mucho maacutes complejo y costoso que
un equipo convencional de rayos X Los primeros TAC comerciales
aparecieron alrededor de 1970 y solo serviacutean para estudiar el craacuteneo
hoy diacutea se usan para estudiar todo el cuerpo En lugar de obtener una
sola imagen el tomoacutegrafo registra un conjunto de ellas Para eso se
colocan la fuente de rayos X y el detector en un anillo y ambos rotan
alrededor del sujeto que descansa en una camilla en el centro del ani-
llo Deslizando la camilla a diferentes posiciones a traveacutes del anillo es
posible construir imaacutegenes digitales tridimensionales empleando un
software adecuado Los tomoacutegrafos de uacuteltima generacioacuten poseen entre
4 y 128 anillos y permiten obtener en una pantalla imaacutegenes tridimen-
sionales en tiempo real
Por otra parte la antigua teacutecnica fotograacutefica para obtener negativos
ha ido dando paso a teacutecnicas maacutes recientes basadas en la obtencioacuten de
imaacutegenes mediante circuitos microelectroacutenicos Ejemplos son la radio-
grafiacutea computarizada y la radiografiacutea digital
Radiografiacutea computarizada (RC)
Fue introducida comercialmente en 1980 Es muy similar a la radiogra-
fiacutea convencional pero en vez de placa fotograacutefica utiliza una placa
Soporte de Imagen reutilizable (placa SI) La placa reutilizable contiene
compuestos fosforados que se excitan al ser iluminados por los rayos X
formando una imagen latente que puede durar varias horas La imagen
se lsquorevelarsquo aplicando un escaacutener laacuteser a la placa entonces los aacutetomos
excitados regresan a su estado baacutesico y emiten luz que es detectada por
un sensor y se convierte finalmente en electricidad La sentildeal eleacutectrica se
digitaliza (se convierte en una sucesioacuten codificada de ceros y unos) y se
enviacutea a un procesador de sentildeales en una computadora donde se alma-
cena en un disco duro o se proyecta en una pantalla
Si se manipulan con cuidado las placas SI se pueden reutilizar miles
de veces (al menos en teoriacutea) En las condiciones reales es comuacuten que
se dantildeen tras ser usadas varios cientos de veces No obstante presentan
algunas ventajas sobre la radiografiacutea convencional se elimina el gasto
de peliacutecula fotograacutefica y de reactivos quiacutemicos se necesita menos ra-
diacioacuten para producir imaacutegenes de buen contraste y como no requieren
de productos quiacutemicos para el revelado son maacutes ecoloacutegicas La princi-
pal desventaja es su alto costo aunque el ahorro en reactivos quiacutemicos
placas fotograacuteficas y personal especializado puede a veces compensar-
lo Actualmente hay muchos tipos y modelos de equipos para diferentes
aplicaciones
Radiografiacutea digital (RD) Difiere de la computarizada RC en que proporciona imaacutegenes de forma
casi instantaacutenea sin necesidad del procesamiento adicional con el laacuteser
Ademaacutes permite obtener imaacutegenes en movimiento en tiempo real
(fluoroscopia) y la ldquoplacardquo no se deteriora con el uso Su espesor es
solo de unos pocos miliacutemetros
Existen dos tipos de detectores digitales directo e indirecto En el
indirecto los rayos X inciden sobre un material fluorescente que genera
luz visible al ser excitado La luz incide sobre un sensor similar al que
usan las caacutemaras fotograacuteficas digitales convirtieacutendose en impulsos
eleacutectricos que van al ordenador La calidad de la imagen es similar a las
anteriores pero en este tipo de deteccioacuten una parte de la energiacutea inci-
dente se dispersa durante el proceso interno de reconversioacuten oacuteptica lo
que tiende a degradar la nitidez de la imagen
En un detector digital directo de uacuteltima generacioacuten fotoconductores
de selenio amorfo liberan electrones de carga negativa y lsquohuecosrsquo posi-
tivos al ser impactados por los rayos X Se crean asiacute impulsos eleacutectricos
que excitan directamente un arreglo de capacitores de tecnologiacutea TFT
(Thin Film Transistor) lograacutendose imaacutegenes con mayor nitidez que en
el meacutetodo indirecto (Figs55 y 56)
Figura 55 Esquema del corte transversal de una ldquoplacardquo de
radiografiacutea digital moderna El espesor es de unos pocos
miliacutemetros Tomado de Orbe Antildeo X No 46 Abril 18
2009
Figura 56 Radiografiacutea digital A Imagen obtenida en la pan-
talla de un monitor B Placas digitales de rayos X para ra-
diografiacutea dental
121
Un artiacuteculo de 2007 del Departamento de Radiologiacutea Cliacutenica del
Hospital Universitario de Munich (Markus Koumlrner y otros MDRadio-
Graphics 27 2007 p675-686) concluye que el futuro de la radiologiacutea
seraacute sin dudas digital iquestLa causa Las imaacutegenes se pueden ampliar
almacenar en diferentes soportes digitales filtrar y mejorar su contraste
Ademaacutes se pueden distribuir en una red local de computadoras e inclu-
so integrarse a redes nacionales digitalizadas junto a la historia cliacutenica
del paciente lo que puede ser vital en casos de urgencia
Rayos gamma
La radiacioacuten gamma (rayos ) es radiacioacuten electromagneacutetica de similar
naturaleza que los rayos X pero con una energiacutea considerablemente
mayor Se origina en las desintegraciones radiactivas en las reacciones
nucleares y otros procesos subatoacutemicos junto con otros tipos de radia-
cioacuten no electromagneacutetica la alfa () formada por nuacutecleos de helio de
carga positiva y la beta () consistente en electrones de carga negati-
va La radiacioacuten al igual que los rayos X tiene la capacidad de ioni-
zar la sustancia formando iones al lsquoarrancarlersquo electrones a los aacutetomos
cuando hay interaccioacuten
Las radiaciones y se emiten a velocidades enormes Al atrave-
sar la sustancia las partiacuteculas son frenadas raacutepidamente poseen gran
poder de ionizacioacuten y usualmente una hoja de papel basta para detener
la mayor parte de la radiacioacuten Las partiacuteculas se emiten a velocidades
mucho mayores su poder de ionizacioacuten es algo menor por lo que pene-
tran maacutes en las sustancias La distancia recorrida por los rayos es auacuten
mayor que la recorrida por las partiacuteculas Esta radiacioacuten es capaz de
atravesar varios centiacutemetros de plomo
Cuando las partiacuteculas y atraviesan la sustancia crean numerosos
iones sin embargo como los rayos no tienen carga aunque tienen
mayor penetracioacuten no causan tanta ionizacioacuten Las partiacuteculas produ-
cen entre 1100 y 1200 de la ionizacioacuten generada por las partiacuteculas
en cada centiacutemetro de su trayectoria en aire Los rayos producen
aproximadamente 1100 de la ionizacioacuten de las partiacuteculas Cuando la
radiacioacuten nuclear es absorbida por el cuerpo humano en grandes canti-
dades como por ejemplo a consecuencia de un accidente nuclear pue-
de ocasionar graves dantildeos e incluso la muerte del sujeto
La radioterapia consiste en la exposicioacuten de una regioacuten localizada
del organismo a una fuente de radiacioacuten ionizante se suele utilizar para
el tratamiento del caacutencer Puede provenir de una fuente de radiacioacuten
tal como un isoacutetopo radiactivo o de una fuente de radiacioacuten electro-
magneacutetica como los rayos X Los rayos X se utilizan usualmente para
lesiones superficiales mientras que los rayos para lesiones maacutes pro-
fundas Otros tratamientos incluyen radiaciones con protones y electro-
nes El tratamiento de radioterapia incluye la localizacioacuten precisa del
tumor y el empleo de dosis perioacutedicas de radiacioacuten El objetivo es dantildear
el nuacutecleo de las ceacutelulas enfermas para asiacute evitar su posterior divisioacuten
En las ceacutelulas sanas las radiaciones ionizantes pueden producir
efectos agudos o croacutenicos sobre la salud en dependencia de la dosis
recibida Las dosis altas de radiacioacuten ionizante producen enfermedades
agudas por un lado y efectos retardados como el caacutencer por otro Los
trabajadores que por su ocupacioacuten se exponen a radiacioacuten de rayos X o
material radiactivo constituyen la poblacioacuten de riesgo La unidad de
dosis absorbida en el Sistema Internacional de Unidades es el gray (Gy)
y es igual a un joule por kilogramo (Jkg) un rad equivale a 001 Gy
La exposicioacuten de todo el cuerpo a dosis superiores a 1 Gy en un cor-
to periacuteodo (minutos u horas) ocasiona una reduccioacuten significativa del
nuacutemero de ceacutelulas sanguiacuteneas al afectar la meacutedula oacutesea lo que conduce
a un aumento de la susceptibilidad a las infecciones a la aparicioacuten de
hemorragias y a la anemia
El empleo y manipulacioacuten de materiales radiactivos estaacute sujeto a
controles rigurosos por lo que la exposicioacuten accidental de las personas
a radiaciones intensas estaacute muy restringida En todos los paiacuteses existen
legislaciones y normativas para la proteccioacuten de los trabajadores y el
puacuteblico que regulan la exposicioacuten a radiaciones de todo tipo
123
CAPIacuteTULO 6
OTRAS APLICACIONES DEL MAGNETISMO
Diagnoacutestico meacutedico Magnetoencefalograma En su estado normal el cuerpo humano genera pequentildeas corrientes
eleacutectricas que dan origen a campos magneacuteticos y eleacutectricos de pequentildeiacute-
simo valor El biomagnetismo se refiere al estudio de las componentes
magneacuteticas de esos biocampos que se alteran cuando aparecen anoma-
liacuteas en el organismo Se estudian con fines de diagnoacutestico exclusiva-
mente no con fines terapeacuteuticos
Se alerta al lector de que el teacutermino biocampo tambieacuten se suele em-
plear en medios no cientiacuteficos como sinoacutenimo de cierta lsquoaurarsquo invisible
de origen indefinido o esoteacuterico que supuestamente rodea a las perso-
nas y que algunos alegan ver o lsquosentirrsquo para asiacute diagnosticar enfermeda-
des Tambieacuten se usa para tratar de justificar tratamientos magneacuteticos
ilusorios con imanes o con radiaciones de baja frecuencia Esta es una
manera de actuar tiacutepica de la pseudociencia utilizar palabras cientiacuteficas
conocidas alterando su significado para lograr promover lo que en
realidad carece de fundamento cientiacutefico A causa de su caraacutecter con-
trovertido estos lsquotratamientos magneacuteticosrsquo se analizan separadamente
en el capiacutetulo siguiente
Cuando las corrientes son variables o pulsantes los biocampos ge-
nerados aparecen en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propa-
ga en todas direcciones (capiacutetulo 4) Las funciones cerebrales y cardiacutea-
cas generan impulsos de suficiente intensidad como para ser detectados
la componente eleacutectrica se puede medir con electrodos colocados en la
piel y hoy diacutea es una teacutecnica muy popular se denomina electrocardio-
grama cuando se refiere al corazoacuten y electroencefalograma si se aplica 124
al cerebro La componente magneacutetica es menos intensa que la eleacutectrica
y mucho maacutes difiacutecil de detectar
Para medir esos deacutebiles campos magneacuteticos es necesario utilizar un
instrumento muy sofisticado el magnetoacutemetro SQUID siglas que en
idioma ingleacutes representan al Superconducting Quantum Interference
Device (Dispositivo Superconductor de Interferencia Cuaacutentica) El
SQUID es capaz de detectar y medir cuantitativamente las componentes
magneacuteticas de intensidad 100 millones de veces menor que el campo
magneacutetico terrestre pero soacutelo se puede encontrar en lugares muy espe-
ciacuteficos capaces de proveer la alta tecnologiacutea que se necesita para su
desempentildeo No es un equipo que se pueda llevar en un maletiacuten como el
electrocardioacutegrafo ya que el sensor superconductor requiere de muy
bajas temperaturas para poder trabajar del orden de la del helio liacutequido
a unos 4 oC por encima del cero absoluto (-269 oC) (figura 61)
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del campo
magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
Figura 61 Biomagnetismo meacutedico Medicioacuten de la componente
magneacutetica de las ondas electromagneacuteticas generadas por el cerebro
En la tabla 61 se muestran algunos valores de la intensidad del
campo magneacutetico de acuerdo con el lugar en que se originan
En la actualidad el SQUID se utiliza principalmente para diagnosti-
car y tipificar la epilepsia pues permite registrar cualquier actividad
irregular en el cerebro cuando el electroencefalograma no detecta ano-
maliacuteas apreciables la teacutecnica se denomina magnetoencefalografiacutea
(MEG) Posee la ventaja de que no es necesario colocar electrodos en la
piel del paciente basta con ubicar los sensores a corta distancia en una
posicioacuten fija Su principal desventaja ademaacutes de la necesidad de traba-
jar a muy bajas temperaturas es que la sentildeal que se va a medir es varios
oacuterdenes menor que los lsquoruidos magneacuteticosrsquo ambientales Esos ruidos
son generados por las laacutemparas de luz friacutea los equipos electroacutenicos y
las liacuteneas de transmisioacuten por lo que resulta obligatorio aplicar la teacutecni-
ca en un recinto magneacuteticamente aislado
TABLA 61
Valores de la induccioacuten magneacutetica asociada a diversos fenoacutemenos
B (Tesla) Origen del campo Frecuencia (Hz) 7 x 10-5 Campo magneacutetico de la tierra 0 10-7 Fluctuaciones del campo magneacutetico de
la tierra y ruido magneacutetico urbano todo el intervalo de frecuencias
10-9 Partiacuteculas pulmonares 01 - 10 7 x 10-11 Magnetocardiograma 01 - 100 10-12
Magnetocardiograma fetal 01 - 100 10-12
Magnetoencefalograma (ondas ) 8-12 10-13 Magnetoretinograma 01 -800 10-15 Liacutemite de sensibilidad del SQUID Todo el intervalo
Como las radiaciones electromagneacuteticas atraviesan faacutecilmente la
mayoriacutea de las sustancias aislar al sujeto tambieacuten resulta un asunto
complicado En los primeros modelos era necesario introducir al pa-
ciente en una caacutemara totalmente cerrada construida con aceros especia-
les capaces de desviar y reflejar las ondas electromagneacuteticas Modelos
maacutes recientes como el de la figura 62 desarrollado en el Laboratorio
Nacional de Los Aacutelamos en Nuevo Meacutexico emplean un casco detector
126
que se asemeja a los secadores de pelo de los salones de belleza con
maacutes de 150 sensores superconductores El equipo es capaz de levantar
un mapa completo del cerebro de una sola vez procesando los datos
mediante una computadora
Los sistemas maacutes recientes alcanzan una resolucioacuten de frac14 de miliacuteme-
tro y un tiempo de respuesta de 1 milisegundo El casco se aiacutesla de las
interferencias externas mediante una cubierta semiesfeacuterica de plomo
pues a la temperatura del helio liacutequido el plomo tambieacuten se vuelve su-
perconductor y refleja como un espejo cualquier campo magneacutetico que
provenga del exterior
Figura 62 Mediante teacutecnicas de computacioacuten se puede mapear la acti-
vidad eleacutectrica del cerebro en funcioacuten del tiempo Los mapas se utilizan
para diagnosticar epilepsia apoplejiacutea desoacuterdenes mentales o para estu-
diar las funciones cerebrales
Otras aplicaciones del SQUID han sido la de buscar micropartiacuteculas
magneacuteticas contaminantes en los pulmones de mineros y soldadores
medir la cantidad de sangre que fluye por el corazoacuten y determinar el
contenido de hierro en el hiacutegado en pacientes afectados de anemia ya
que los gloacutebulos rojos o hematiacutees contienen hierro en forma de hemo-
globina que el SQUID puede detectar y cuantificar
Una variante reciente de esta teacutecnica se ha utilizado para analizar
arritmias cardiacuteacas en el feto (magnetocardiografiacutea fetal) imposibles de
detectar con un estetoscopio u otras teacutecnicas como la electrocardiogra-
fiacutea y el ultrasonido Actualmente en Los Aacutelamos se realizan investiga-
ciones para perfeccionar la tecnologiacutea con la colaboracioacuten de las uni-
versidades de Nuevo Meacutexico Nebraska Oregoacuten y San Francisco
Imaacutegenes por resonancia magneacutetica Las imaacutegenes por resonancia magneacutetica (IRM) constituyen una es una
teacutecnica de diagnoacutestico descrita a principios de 1980 basada en la reso-
nancia magneacutetica nuclear descrita en el capiacutetulo 4 Como los tejidos
tienen diferente grosor y contenido de agua con protones capaces de
resonar con las radiofrecuencias adecuadas al realizar un barrido con
los instrumentos apropiados se puede obtener una imagen del interior
del cuerpo
Los equipos de IRM son mucho maacutes complejos que el esquema de
la RMN mostrado en el capiacutetulo 4 Poseen un imaacuten de grandes dimen-
siones que genera campos magneacuteticos muy intensos miles de veces
superiores a los de un imaacuten permanente convencional (figura 63)
Figura 63 Equipo comercial de formacioacuten de imaacutege-
nes por resonancia magneacutetica La persona se coloca
en el centro de un campo magneacutetico de gran valor al
fondo de la foto generado por corrientes muy intensas
que circulan por superconductores
La parte del cuerpo que se va a analizar (a veces todo el cuerpo) se
introduce en el campo magneacutetico y un sistema de emisioacuten y deteccioacuten
de radiofrecuencias registra la absorcioacuten de la radiacioacuten de microondas
en diferentes puntos Los datos se pasan a una computadora que es
capaz de dar una imagen de la regioacuten analizada en la pantalla de un
monitor
La resonancia magneacutetica es considerada por muchos como la moda-
lidad de diagnoacutestico por imaacutegenes maacutes versaacutetil sensible y eficaz de que
se dispone en la actualidad Su importancia meacutedica se puede resumir
brevemente sentildealando su capacidad de analizar finas secciones de mo-
do no invasivo y proporcionar imaacutegenes funcionales de cualquier parte
del organismo en un tiempo relativamente corto y desde cualquier aacuten-
gulo y direccioacuten Las teacutecnicas maacutes recientes permiten componer imaacutege-
nes tridimensionales en tiempo real
Las imaacutegenes de resonancia magneacutetica dan la posibilidad de detectar
y rastrear componentes bioquiacutemicos en cualquier corte anatoacutemico del
cuerpo humano lo que produce una informacioacuten biomeacutedica y anatoacutemi-
ca de gran potencial para el conocimiento fundamental y el diagnoacutestico
precoz de muacuteltiples enfermedades
La principal desventaja que presenta la IRM al compararla con la
Tomografiacutea Axial Computarizada (TAC) que tambieacuten es capaz de ob-
tener imaacutegenes de cualquier parte del organismo es que resulta mucho
maacutes cara Para generar los intensos campos magneacuteticos que se necesi-
tan es necesario utilizar grandes imanes superconductores Estos ima-
nes deben ser enfriados a muy bajas temperaturas con teacutecnicas comple-
jas lo que encarece mucho el proceso de obtencioacuten de imaacutegenes Sin
embargo la IRM tiene una ventaja que la TAC no posee no es agresi-
va para el paciente Puede ser empleada durante el tiempo o las veces
que se requiera sin dificultades mientras que al utilizar la TAC se so-
mete al paciente a niveles de radiacioacuten importantes en cada tomografiacutea
Levitacioacuten magneacutetica La necesidad de transportar maacutes raacutepida y eficientemente tanto a las
personas como a cualquier tipo de carga crece continuamente Desde
hace algunos antildeos en diversos paiacuteses existen los prototipos de un nuevo
meacutetodo de transportacioacuten que utiliza trenes con rieles o viacuteas electro-
magneacuteticas (figura 64) El meacutetodo se denomina de levitacioacuten magneacuteti-
ca o maglev (del ingleacutes magnetic levitation)
El teacutermino maglev se utiliza hoy diacutea como un teacutermino geneacuterico para
indicar cualquier tipo de transporte que base su movimiento en el uso
del electromagnetismo para lsquoflotarrsquo o levitar sobre un carril guiacutea o mo-
norraiacutel e impulsar el vehiacuteculo El funcionamiento del maglev estaacute fun-
damentado en la generacioacuten de campos magneacuteticos alternos que a la
vez que sostienen el tren lo impulsan hacia adelante Se emplean elec-
troimanes de bobinas superconductoras que praacutecticamente no consu-
men energiacutea Un Maglev tiacutepico cuenta con 16 imanes superconductores
de alta energiacutea magneacutetica que operan de forma independiente Asiacute se
garantiza un desempentildeo seguro aun cuando ocurran fallas simultaacuteneas
en varios de ellos
129
Figura 64 Tren de levitacioacuten magneacutetica en Shangai
Existen dos tipos baacutesicos de maglev el de suspensioacuten electromagneacute-
tica (SEM) y el de suspensioacuten electrodinaacutemica (SED) El sistema SEM
ha resultado ser bastante inestable la distancia entre los electroimanes
y los raiacuteles de unos 10 mm debe ser controlada y ajustada continua-
mente por computadora para evitar que el tren golpee el monorraiacutel
El maglev de suspensioacuten electrodinaacutemica SED utiliza la ley de Fa-
raday-Lenz para ubicar el tren en el centro del monorraiacutel y evitar los
choques Las bobinas de levitacioacuten de alta potencia estaacuten instaladas
fuera del tren en las prolongaciones que interaccionan con las bobinas
del monorraiacutel (figura 65) Cuando los electroimanes del tren pasan a
gran velocidad a varios centiacutemetros de las bobinas del monorraiacutel se
induce una corriente eleacutectrica que las convierte instantaacuteneamente en
imanes Aparecen fuerzas que tiran del vehiacuteculo hacia arriba causando
la levitacioacuten
Si el vehiacuteculo se desplaza lateralmente y trata de chocar contra el
raiacutel se inducen corrientes adicionales que originan fuerzas de repulsioacuten
sobre el lado maacutes cercano del tren y fuerzas de atraccioacuten sobre el maacutes
alejado De esa forma el tren siempre estaacute ubicado en el centro del raiacutel
sin posibilidad de choque
Las bobinas de levitacioacuten no son independientes estaacuten interconecta-
das a todo lo largo de la viacutea El empuje hacia delante se logra mediante
su energizacioacuten adicional por corrientes alternas generadas en subesta-
ciones distribuidas en todo el trayecto Las corrientes crean un campo
magneacutetico variable de tal forma que los electroimanes del vehiacuteculo son
atraiacutedos y repelidos alternadamente cuando se encuentran en la posicioacuten
adecuada para el avance Asiacute el vehiacuteculo se mueve siempre en el mis-
mo sentido de forma similar a como un ventilador alimentado por co-
rriente alterna gira siempre hacia un solo lado
Figura 65 Sistema magneacutetico de suspensioacuten (monorraiacutel) Los electro-
imanes de la viacutea actuacutean como suspensioacuten y como propulsioacuten a la vez
En todos los sistemas mecaacutenicos de transportacioacuten la friccioacuten cau-
sada por el roce de una superficie contra otra siempre estaacute presente El
rozamiento causa peacuterdidas de energiacutea genera calor y ocasiona el des-
gaste mecaacutenico de las diferentes partes del sistema Mientras menor sea
la friccioacuten entre las superficies menos fuerza se requiere para mover el
vehiacuteculo y maacutes eficiente seraacute el sistema de transportacioacuten utilizado
La reduccioacuten del rozamiento en el maglev permite eliminar el ruido
establecer una marcha maacutes estable reducir los costos de mantenimiento
y sobre todo alcanzar velocidades del orden de los 350 kmh El hecho
de que los trenes maglev no toquen los carriles tiene ademaacutes otras ven-
tajas aceleracioacuten y frenado maacutes raacutepidos mayor capacidad de subida en
cuestas y mejor funcionamiento en situaciones de lluvia intensa nieve y
hielo La eficiencia de estos vehiacuteculos es tal que en proporcioacuten solo
emplean de la mitad a la cuarta parte del combustible que gasta un
avioacuten o un automoacutevil en recorrer el mismo tramo
En principio el maglev parece ser maacutes seguro que los trenes con-
vencionales A causa del disentildeo de las viacuteas no puede haber descarrila-
mientos ni choques frontales No necesita cargar combustible a bordo
y al funcionar levitando sobre la viacutea disminuye la posibilidad de acci-
dentes por desgastes Sin embargo es necesario proteger a los viajeros
de los intensos campos electromagneacuteticos que se producen en el exte-
rior mediante un blindaje magneacutetico El blindaje se logra utilizando en
las paredes suelo y techo del tren alguacuten material ferromagneacutetico que
concentre en su interior y desviacutee las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica
Una nota periodiacutestica de 2008 (BBC News) aseguraba que la ciudad
de Shangai era en ese momento la uacutenica con un servicio comercial ma-
glev en el mundo Desde el primero de enero de 2004 el tren transporta
viajeros entre el aeropuerto y el distrito financiero a 30 km de distancia
alcanzando velocidades de 350 kmh Con anterioridad desde 1984
hasta 1995 un maglev se utilizoacute en el aeropuerto internacional de Bir-
mingham Reino Unido para trasladar pasajeros hasta la estacioacuten de
trenes distante unos 600 m Fue finalmente sustituido por un sistema
convencional a causa de su baja confiabilidad
El tratamiento magneacutetico del agua
Se sabe desde hace muchos antildeos que al tratar el agua mediante cam-
pos magneacuteticos se afecta el comportamiento fiacutesico de las incrustaciones
en las calderas y tuberiacuteas Sin embargo a veces el procedimiento se
critica como pseudociencia quizaacutes porque junto a los reportes sobre
efectos reales demostrados en experimentos rigurosos tambieacuten suelen
aparecer falsos reportes sobre supuestos efectos no demostrados y se
echa en el mismo saco lo real y lo ficticio
Algunos de estos supuestos efectos no demostrados son el reforza-
miento de la resistencia del hormigoacuten hasta en 50 el incremento de
la eficiencia de separacioacuten por flotacioacuten de minerales en procesos in-
dustriales una mejor eficiencia de los detergentes en el lavado de la
ropa y gran cantidad de diversas aplicaciones meacutedicas Tambieacuten apare-
cen esporaacutedicamente artiacuteculos cientiacuteficos promisorios sobre una u otra
aplicacioacuten que nunca llegan a concretarse Por ejemplo en 2007 se
publicoacute un artiacuteculo (Environmental and Experimental Botany Vol 59
Issue 1 p 68-75) reportando el efecto de los campos magneacuteticos en la
germinacioacuten y desarrollo de las etapas tempranas del maiacutez donde se
obtuvieron efectos detectables en la germinacioacuten
132
Los autores encontraron que un porcentaje estadiacutesticamente signifi-
cativo de las semillas tratadas germinoacute antes que las de los grupos de
control y las plantas alcanzaron un mayor desarrollo en las primeras
etapas de crecimiento A los 10 diacuteas de la germinacioacuten se obtuvo un
mayor incremento de tamantildeo y peso resultados que coinciden con los
de otros investigadores (se citan 10 referencias)
Sin embargo esos resultados no garantizan de manera alguna un
posterior incremento de las cosechas El crecimiento acelerado incluso
pudiera ser dantildeino en vez de beneacutefico ocasionando lo que se suele
llamar lsquocrecer de viciorsquo y aportando a la larga menos frutos El artiacutecu-
lo tampoco propone un mecanismo que explique los efectos observa-
dos
Los anuncios comerciales poco escrupulosos contribuyen en gran
medida a divulgar fantasiacuteas de todo tipo Para ilustrar un magnetizador
comercial se muestra un esquema donde partiacuteculas negativas (cuales-
quiera que estas sean) se vuelven positivas tras el tratamiento magneacuteti-
co Ademaacutes las moleacuteculas de agua se ordenan como si fueran los mo-
mentos magneacuteticos de un soacutelido ferromagneacutetico saturado lo que resulta
en un absurdo por partida doble (httpwwwmagnetizernet
spaspahtm visto en agosto 7 2008) Recordar que el agua es diamag-
neacutetica y por tanto es repelida deacutebilmente por el campo magneacutetico No
es posible magnetizarla como si fuera un pedazo de hierro
En el mencionado sitio web se afirma que el tratamiento proporcio-
na los siguientes beneficios (ninguno de ellos demostrado) reduccioacuten
de la irritacioacuten de los ojos y la piel en piscinas accioacuten desodorizante
reduccioacuten de los costos de los tratamientos con cloro u otros agentes
quiacutemicos reduccioacuten de la tensioacuten superficial estabilizacioacuten del pH
eliminacioacuten maacutes efectiva de las lociones y aceites untados en la piel y
una sensacioacuten maacutes ldquosedosardquo del agua Se cita como uacuteltimo punto el
uacutenico realmente comprobado la reduccioacuten de las costras e incrustacio-
nes
Otros alegan que el tratamiento magneacutetico proporciona al agua pro-
piedades curativas o antiseacutepticas lo que tambieacuten carece de fundamento
La supuesta mejora en la eficiencia de los combustibles sometidos a
tratamiento magneacutetico merece un comentario aparte pues este argu-
mento resurge reiteradamente cada cierto tiempo y aunque existen
muchas patentes sobre el tema la demostracioacuten de la efectividad del
procedimiento nunca aparece Una buacutesqueda efectuada en agosto de
2008 en el sitio web especializado wwwsciencedirectcom dio por
resultado 40 artiacuteculos publicados de 1974 a la fecha que se relacionan
de alguna manera con el tratamiento magneacutetico del agua No surgioacute
ninguno respecto al tratamiento magneacutetico de combustibles En el sitio
httpwwwcsicoporgsi9801powellhtml se reporta una buacutesqueda
anterior con similares resultados
En todo caso soacutelo aparecen resultados anecdoacuteticos En un artiacuteculo
publicado en 2008 en la revista Applied Thermal Engineering por VA
Prisyazhniuk (Vol 28 Issue 13 Pages 1694-1697) se lee que durante la
Segunda Guerra Mundial la fuerza aeacuterea de Estados Unidos ensayoacute la
colocacioacuten de imanes junto a los conductos de combustible en los mo-
tores de los cazas P51 Mustang para mejorar su desempentildeo Sin embar-
go al buscar la fuente original citada por el autor lo que aparece es la
paacutegina WEB particular de la familia Shelley donde se pueden encon-
trar opiniones y reportes sin referencias sobre casi cualquier cosa
(httpwwwshelleysdemoncoukmagnetshtm) Tras una buacutesqueda
bastante exhaustiva el autor no pudo encontrar el reporte de un solo
experimento en banco de pruebas meacutetodo convencional para estudiar la
eficiencia de un motor de combustioacuten interna En estos bancos muy
familiares a los ingenieros se controlan los diversos reglajes del motor
su reacutegimen de trabajo a distintas potencias y otras variables de intereacutes
ameacuten del consumo de combustible Los entusiastas de aplicar el trata-
miento magneacutetico a combustibles nunca reportan esos estudios propo-
niendo en su lugar resultados donde intervienen de manera esencial
factores totalmente subjetivos como la pericia (y la honradez) de un
operador o chofer especiacutefico
Dispositivos para el tratamiento magneacutetico
La primera patente reivindicando el efecto del tratamiento magneacuteti-
co del agua sobre las costras data de 1946 Despueacutes aparecieron muchas
otras asiacute como una gran cantidad de reportes de todo tipo junto a ar-
tiacuteculos en revistas y dispositivos comerciales El esquema de un monta-
je convencional de laboratorio para aplicar tratamientos magneacuteticos y
su posterior estudio aparece en la figura 66
Se hace pasar el agua por una tuberiacutea a determinada velocidad a la
vez que se aplica un cam po magneacutetico externo Usualmente se estudia
la dependencia del efecto en funcioacuten de la velocidad del liacutequido y la 134
intensidad del campo aplicado ademaacutes de la influencia de otros posi-
bles paraacutemetros como la temperatura Se ha observado una mejoriacutea de
la eficiencia del dispositivo al incrementar la longitud de la seccioacuten de
tuberiacutea sometida al campo magneacutetico La mejoriacutea es maacutes marcada
cuando se colocan varios imanes consecutivos con la polaridad alterna-
da
Figura 66 Esquema de un dispositivo de laboratorio
para el tratamiento magneacutetico del agua
Un artiacuteculo resumen de 1996 lista maacutes de 80 referencias que repor-
tan la reduccioacuten en la formacioacuten de costras la aparicioacuten de costras me-
nos tenaces la remocioacuten de las ya existentes y la preservacioacuten de las
propiedades hasta 130 horas tras aplicar el tratamiento Se citan investi-
gaciones que tanto confirman como rechazan algunas conclusiones
parciales sin llegar a un resultado concreto Los mecanismos propues-
tos para explicar estos efectos comprenden interacciones intraioacutenicas o
intramoleculares efectos causados por la fuerza de Lorentz disolucioacuten
de contaminantes efectos de interfase soacutelido-liacutequido y cambios en la
morfologiacutea de los cristales minerales que se depositan Se ha considera-
do incluso la posibilidad de un efecto puramente mecaacutenico a causa de
la influencia del campo magneacutetico al crear posibles turbulencias en el
flujo liacutequido
Una gran parte de las dudas que existiacutean sobre el tratamiento se di-
siparon cuando Coey y Cass tras examinar maacutes de 100 muestras repor-
taron en una revista especializada en magnetismo que los sedimentos de
calcita obtenidos usualmente al evaporar el agua conteniendo iones 135
Ca2+ se convertiacutean en aragonita al aplicar el tratamiento Calcita y ara-
gonita son diferentes fases cristalinas del carbonato de calcio CaCO3
Tras el tratamiento magneacutetico Coey y Cass almacenaban el agua
durante un intervalo de tiempo to previo a su calentamiento en un bea-
ker a 80o C para formar los sedimentos Las fases soacutelidas se recolecta-
ban posteriormente del fondo del beaker y se analizaban mediante di-
fraccioacuten de rayos X y microscopia electroacutenica Encontraron un incre-
mento notable del cociente aragonitacalcita con el tratamiento magneacute-
tico alcanzando un maacuteximo para to ~ 40 horas
Tambieacuten se ha medido la concentracioacuten de iones Ca2+ a la salida de
un dispositivo magnetizador por meacutetodos electroquiacutemicos encontraacuten-
dose una reduccioacuten apreciable de la concentracioacuten de iones de calcio
Este resultado indica que el tratamiento magneacutetico activa de alguna
manera la precipitacioacuten del carbonato que queda en suspensioacuten en el
liacutequido y no puede contribuir a la conductividad eleacutectrica ni cristalizar
posteriormente en las paredes de la tuberiacutea
La eficacia del tratamiento se observa no solo en las nuevas deposi-
ciones de carbonato sino tambieacuten en las costras formadas con anterio-
ridad Existen reportes de que cuando se aplica el tratamiento las cos-
tras ya formadas desaparecen El autor tuvo la oportunidad de asistir
hace ya algunos antildeos a una reunioacuten resumen nacional sobre las expe-
riencias de la aplicacioacuten del tratamiento magneacutetico en diversos centra-
les o faacutebricas de azuacutecar En algunos casos el efecto fue tal que el des-
prendimiento de las costras obstruyoacute las tuberiacuteas y fue necesario inte-
rrumpir la produccioacuten
El tratamiento magneacutetico se aplica regularmente en muchas otras
instalaciones nacionales sin embargo maacutes allaacute de algunas considera-
ciones generales no existen modelos detallados que logren abundar en
la explicacioacuten fiacutesica de lo que sucede realmente en este caso
Tambieacuten se han encontrado resultados disiacutemiles utilizando tuberiacuteas
de acero inoxidable cobre y dos diferentes tipos de cloruro de polivini-
lo uno transparente y flexible y el otro riacutegido y opaco del tipo usado
en trabajos de plomeriacutea Aparecen reducciones del contenido de Ca2+ de
28 para el acero y el cobre mientras que para el PVC duro fue de 18
y praacutecticamente cero para el PVC blando por lo que las tuberiacuteas
utilizadas tambieacuten son un paraacutemetro importante que se debe tomar en
cuenta al estudiar los tratamientos magneacuteticos
136
Los reclamos publicitarios que afirman que el tratamiento magneacutetico
aporta al agua propiedades curativas o antiseacutepticas carecen de funda-
mento pues no existe la maacutes miacutenima evidencia ndashni teoacuterica ni experi-
mental- que justifique tales fantasiacuteas Y a pesar de las muchas patentes
que surgen cuando se realiza una buacutesqueda bibliograacutefica tampoco se ha
demostrado que el tratamiento magneacutetico aplicado a combustibles me-
jore su eficiencia los resultados experimentales que avalen tal afirma-
cioacuten nunca aparecen
Acelerador de partiacuteculas
Los campos magneacuteticos tambieacuten se utilizan como un medio auxiliar
para acelerar partiacuteculas elementales Estas se emplean posteriormente
para investigar el micromundo y tambieacuten para ldquobombardearrdquo tumores
de todo tipo en el interior del cuerpo Uno de los primeros aceleradores
de partiacuteculas fue el ciclotroacuten Su principio de operacioacuten es el siguiente
Dos cavidades huecas en forma de letra D guiacutean las partiacuteculas car-
gadas emitidas por una fuente ubicada en el centro del instrumento
(figura 67) Un campo magneacutetico perpendicular a la trayectoria (y al
plano del papel en la figura) producido por un potente electroimaacuten
hace que las partiacuteculas con carga eleacutectrica se muevan en una trayectoria
curva Las partiacuteculas son aceleradas en cada vuelta por una fuente pul-
sante de voltaje alterno cada vez que atraviesan la brecha o lsquogaprsquo entre
las lsquoDesrsquo
A medida que las partiacuteculas acumulan energiacutea se mueven en espiral
hacia el borde externo del acelerador Alliacute se pueden extraer utilizando
sistemas auxiliares que no aparecen en la figura
Tal como predice la teoriacutea especial de la relatividad cuando la velo-
cidad de las partiacuteculas se acerca a la de la luz se requiere cada vez maacutes
energiacutea para lograr incrementos adicionales de la velocidad Esto hace
que en cada vuelta las partiacuteculas se retrasen y no lleguen al gap en el
momento preciso para recibir el pulso de aceleracioacuten lo que impide el
aumento de la energiacutea maacutes allaacute de ciertos liacutemites
El problema quedoacute resuelto cuando se inventoacute el ciclotroacuten de fre-
cuencia modulada o sincrociclotroacuten instrumento donde la fuente pul-
sante de voltaje alterno va incrementando automaacuteticamente el intervalo
de tiempo entre los pulsos con el fin de compensar el retraso de las
partiacuteculas en cada vuelta Otros instrumentos de la misma familia son el
betatroacuten y el sincrotroacuten disentildeados para obtener muy altas energiacuteas en
otras aplicaciones donde el diaacutemetro del recorrido circular puede ser de
varios kiloacutemetros Todos ellos utilizan los campos magneacuteticos para
mantener confinadas las partiacuteculas mientras van adquiriendo energiacutea El
ciclotroacuten de la figura 67 posee un imaacuten superconductor de alta energiacutea
tiene una masa de 90 toneladas y un diaacutemetro de 34 m Requiere insta-
laciones auxiliares de control y programacioacuten que no aparecen en la
figura
Figura 67 a) Ciclotroacuten comercial para aplicaciones meacutedicas b) Esquema
simplificado de su funcionamiento (Adaptado de Rev Cub Fis vol 24 No
2 p 175-177 2007)
Cuando el magnetismo es indeseable
Minas magneacuteticas
Los aceros ordinarios empleados en la construccioacuten de grandes buques
son ferromagneacuteticos en mayor o menor grado Al desplazarse el buque
durante largos periacuteodos por la superficie del mar atravesando conti-
nuamente las liacuteneas de induccioacuten magneacutetica del campo terrestre su
estructura llega a magnetizarse ligeramente El proceso es similar al que
tiene lugar cuando cualquier material ferromagneacutetico -un clavo unas
tijeras o un cuchillo- se frota con un imaacuten Aunque las fuerzas involu-
cradas son muy pequentildeas la exposicioacuten prolongada al campo hace que
los dominios magneacuteticos en el seno del material tiendan a ordenarse en
la direccioacuten del campo externo dando lugar a la magnetizacioacuten del
buque (ver capiacutetulo 2) Como las liacuteneas de fuerza variacutean su inclinacioacuten
con la latitud geograacutefica la magnetizacioacuten no solo tiene componentes
horizontales a lo largo del barco tambieacuten tiene componentes verticales
y transversales
En 1939 a principios de la 2da Guerra Mundial los alemanes apro-
vecharon este fenoacutemeno al idear minas magneacuteticas submarinas para
hundir los barcos ingleses Las minas eran capaces de detectar a distan-
cia a los grandes barcos y dantildearlos sin necesidad de hacer contacto
directo a causa de la onda de choque generada en el agua durante la
explosioacuten Se colocaban en el lecho marino en lugares de poco calado
cerca de las costas empleando aviones o submarinos y se ajustaban
para que estallaran al pasar un barco enemigo por encima No era posi-
ble neutralizarlas por los meacutetodos usuales que se empleaban para detec-
tar las minas convencionales que solo estallaban por contacto directo y
debiacutean ir ubicadas muy cerca de la superficie
Las minas poseiacutean una aguja magneacutetica muy sensible activada me-
diante un mecanismo de relojeriacutea tras ser colocada en el lugar deseado
La presencia cercana de cualquier naviacuteo magnetizado era suficiente
para mover la aguja y disparar el mecanismo auxiliar que haciacutea estallar
la mina
En 1939 los ingleses perdieron 14 buques barreminas disentildeados es-
peciacuteficamente para neutralizar minas pues no eran capaces de detectar
las minas magneacuteticas Ya para noviembre de ese mismo antildeo los alema-
nes habiacutean depositado unas 800 minas en los mares cercanos a la costa
inglesa y a la salida de sus riacuteos navegables
Tras develar su principio de funcionamiento -al recobrar una mina
mal colocada que no explotoacute- los ingleses idearon diversos medios para
neutralizarlas Uno de ellos era desmagnetizar los buques mediante un
enrollado de alambre alrededor del casco energizado con la planta eleacutec-
trica del propio buque que superponiacutea un campo de sentido contrario
para neutralizar la magnetizacioacuten del buque Enormes trasatlaacutenticos
como el Queen Mary y el Queen Elizabeth empleados para el transpor-
te de tropas fueron protegidos de esta manera
139
Para desactivar las minas se empleaban lanchas de madera que
arrastraban una balsa conteniendo una bobina La bobina generaba un
campo magneacutetico de intensidad suficiente como para hacer estallar las
minas Aviones equipados en forma similar capaces de volar a muy
baja altura se utilizaron con el mismo fin (Figura 68)
Maacutes adelante se encontroacute que al deslizar un cable con una corriente
de 2000 ampere a lo largo del casco de un buque (teacutecnica denominada
wiping) se induciacutea un campo apropiado que neutralizaba la magnetiza-
cioacuten El procedimiento funcionaba por un tiempo pero despueacutes era
necesario repetirlo
Figura 68 El avioacuten AF Vickers Wellington DWI Mark II de la Royal
Air Force fue otra respuesta para neutralizar las minas magneacuteticas ale-
manas El anillo de madera de balsa de 4 m de diaacutemetro creaba un
campo magneacutetico mediante una bobina de aluminio alimentada por un
generador dentro del avioacuten Al volar rasante sobre el agua haciacutea estallar
las minas
A partir de ese momento medidas y contramedidas relacionadas con
las minas magneacuteticas siguieron desarrollaacutendose por las fuerzas navales
de todo el mundo Es un tema que se ha tomado en cuenta en diferentes
conflictos beacutelicos Los sistemas actuales de desmagnetizacioacuten son mu-
cho maacutes complejos e incluyen no menos de tres conjuntos de bobinas
separadas para reducir la intensidad del campo magneacutetico del buque en
tres direcciones perpendiculares entre siacute 140
Hace unos pocos antildeos la marina norteamericana ensayoacute el uso de
bobinas superconductoras desmagnetizantes capaces de trabajar con
mejor eficiencia y reducir el peso de los enrollados hasta en 80 Un
resumen actualizado sobre el tema de la desmagnetizacioacuten de los bu-
ques aparece en el sitio WEB de la Revista Marina de Chile (referencia
77)
Soldadura de tuberiacuteas de acero
Otro ejemplo donde la magnetizacioacuten resulta perjudicial y debe ser
eliminada a toda costa es cuando hay que soldar grandes tuberiacuteas de
acero Tal necesidad se presenta por ejemplo al instalar sistemas in-
dustriales de enfriamiento que deban trabajar a alta temperatura o que
necesiten soportar mucha carga Tanto durante el proceso de fabrica-
cioacuten como de transportacioacuten a grandes distancias los tubos pueden
llegar a magnetizarse en forma notable seguacuten sea la aleacioacuten especiacutefica
empleada en su construccioacuten
La forma usual de unir los tubos es aplicar a los bordes en contacto
una chispa o arco eleacutectrico con una varilla de soldar confeccionada a
partir de una aleacioacuten adecuada y alguacuten otro componente que evite la
oxidacioacuten y facilite la soldadura (el fundente) El arco no es maacutes que
una corriente eleacutectrica muy intensa formada por electrones y partiacuteculas
de aire ionizado que se mueven a gran velocidad (ver capiacutetulo 3) La
corriente pasa a traveacutes del aire ionizado formando un arco estable ge-
nerando efectos luminosos y una temperatura muy alta suficiente para
fundir el extremo de la varilla y poner al rojo los bordes de los tubos El
operador deposita en los bordes el material fundido que se difunde y
mezcla con el material de los tubos hasta lograr la soldadura
En el capiacutetulo 4 se analizoacute que los campos magneacuteticos estaacuteticos son
capaces de interaccionar con las partiacuteculas cargadas en movimiento
Una de las principales propiedades de esa interaccioacuten es que las fuerzas
que aparecen estaacuten siempre dirigidas en sentido lateral (perpendicular)
al movimiento de la partiacutecula De aquiacute que si el tubo estaacute magnetizado
el arco eleacutectrico se desviaraacute hacia un lado del punto especiacutefico que se
desea calentar cualquiera sea el punto que se seleccione y como quiera
que se coloque la varilla En realidad el arco salta continuamente de un
lugar a otro y no es posible alcanzar en punto alguno la temperatura
necesaria para formar la soldadura
Por ello no queda maacutes remedio que desmagnetizar los tubos pre-
viamente La forma usual de lograrlo es enrollando un alambre conduc-
tor a su alrededor y haciendo pasar por eacutel una corriente alterna de gran
intensidad que crea un campo magneacutetico alternante en el seno del tubo
Al ir disminuyendo paulatinamente la intensidad de la corriente hasta
llegar a cero los dominios magneacuteticos en el seno del material van que-
dando desordenados hasta que la magnetizacioacuten desaparece cuando la
corriente se anula totalmente (capiacutetulo 2) Si la tuberiacutea estaacute muy magne-
tizada puede ser necesario repetir varias veces el proceso
Existen equipos comerciales disentildeados especialmente para aplicar
este procedimiento a tuberiacuteas de diversos diaacutemetros incluyendo las
mayores que se fabrican
Magnetizacioacuten de la maquinaria industrial A partir de los antildeos setenta del siglo pasado comenzoacute a tomarse en
cuenta que el magnetismo inducido en diversas maquinarias podiacutea ser
la causa de muchas fallas hasta el momento inexplicables Hoy diacutea se
le atribuye a la magnetizacioacuten el deterioro de rodamientos cadenas
engranajes y acoplamientos en maquinarias que aparentemente no tie-
nen alguna conexioacuten magneacutetica y no forman parte de motores genera-
dores ni poseen conexiones eleacutectricas
El problema se origina en que las partes de acero interconectadas en-
tre siacute crean circuitos magneacuteticos Estos circuitos proporcionan una viacutea
faacutecil para la transmisioacuten de los campos magneacuteticos generados por mo-
tores u otros dispositivos magneacuteticos ubicados en lugares relativamente
distantes
Un campo magneacutetico en movimiento crea voltajes y corrientes indu-
cidas en el seno del material que incrementan la temperatura y aceleran
el desgaste de los rodamientos y otras partes moacuteviles Los voltajes y
corrientes inducidas son mayores mientras maacutes raacutepido es el movimiento
relativo de las superficies en contacto (capiacutetulo 4)
Otras posibles fuentes de magnetizacioacuten de la maquinaria son a) la
exposicioacuten de algunas de sus partes a campos magneacuteticos intensos que
den origen a una magnetizacioacuten remanente y b) el paso de una corriente
continua intensa durante una soldadura de arco
En casos extremos la combinacioacuten de diferentes elementos puede
llegar a causar con el tiempo chispas y dantildeos severos en la superficie de
las partes deslizantes incrementando la friccioacuten y el desgaste Algunos
fabricantes preveacuten estos comportamientos indeseables incluyendo ma-
teriales aislantes en los rodamientos
Anomaliacutea magneacutetica La distribucioacuten normal del campo magneacutetico terrestre se puede alterar
por muchas razones por la actividad solar por la presencia de grandes
objetos construidos con materiales de alto contenido de hierro como
aviones barcos o submarinos o a causa de la influencia las estructuras
geoloacutegicas formadas por minerales con inclusioacuten de diversas sustancias
ferromagneacuteticas como el hierro (Fe) el niacutequel (Ni) o el cobalto (Co) Es
posible detectar tales anomaliacuteas mediante los Sensores de Anomaliacuteas
Magneacuteticas (SAM) instrumentos mucho maacutes sensibles que la bruacutejula
disentildeados especialmente para detectar las pequentildeas alteraciones en la
distribucioacuten del campo magneacutetico terrestre (figura 69)
Figura 69 Sensor de anomaliacuteas magneacuteticas (magnetoacuteme-
tro de compuerta de flujo)
143
El funcionamiento de un SAM es diferente al de los detectores de
tuberiacuteas soterradas o a los usados en aeropuertos para descubrir armas u
otros objetos ocultos de metal Los SAM soacutelo son sensibles a las per-
turbaciones magneacuteticas causadas por la presencia de Fe Ni Co y sus
aleaciones o por oacutexidos u otros minerales que los contengan de he-
cho la primera aplicacioacuten praacutectica de un magnetoacutemetro de este tipo fue
la de localizar depoacutesitos minerales que tuvieran componentes ferro-
magneacuteticos El primer texto publicado sobre el tema ldquoExamen de ya-
cimientos de hierro mediante medidas magneacuteticasrdquo data de 1879
Hoy diacutea se siguen utilizando magnetoacutemetros en las prospecciones
geoloacutegicas Los maacutes sensibles son capaces de detectar variaciones de
01 nanotesla que representa soacutelo una diezmileacutesima parte de la intensi-
dad promedio del campo magneacutetico terrestre
Estos instrumentos reaccionan ante cualquier acumulacioacuten de mine-
ral ferroso con tal que no se encuentre muy alejada de la superficie
pero tambieacuten detectan cualquier otro objeto ferromagneacutetico cercano A
causa de la extrema sensibilidad para no alterar las lecturas los opera-
rios deben despojarse de todos los objetos que contengan materiales
ferromagneacuteticos tales como cuchillos hebillas gafas de armadura me-
taacutelica o llaveros Un magnetoacutemetro geoloacutegico es un instrumento pe-
quentildeo que consta de un detector y un registrador que se llevan a cues-
tas Es tiacutepico que el detector se coloque en una peacutertiga de 2 a 3 metros
de longitud con el fin de atenuar cualquier influencia proveniente del
operador (figura 610)
Otras posibles interferencias pueden ser causadas por construcciones
cercanas liacuteneas de ferrocarril autos y carretas o vigas de acero que se
encuentren soterradas como por ejemplo en los cimientos de un edifi-
cio Tambieacuten pueden alterar las lecturas del magnetoacutemetro las liacuteneas de
transmisioacuten eleacutectrica los transformadores de la red comercial e incluso
las variaciones propias del campo magneacutetico terrestre que siempre estaacute
sujeto a pequentildeas fluctuaciones
Las compantildeiacuteas de explotacioacuten de minerales tambieacuten suelen emplear
aviones para hacer la prospeccioacuten de rocas ferrosas aunque la detec-
cioacuten se basa en otros principios ya revisados en el capiacutetulo 4 al descri-
bir la deteccioacuten de metales (figura 611)
144
Figura 610 Prospeccioacuten de minerales ferrosos El mag-
netoacutemetro se encuentra en el extremo de la peacutertiga
Figura 611 Prospeccioacuten de minerales desde el aire
La uacuteltima novedad en la prospeccioacuten de minerales por medios elec-
tromagneacuteticos consiste en el uso de lsquodronesrsquo En la actualidad se en-
tiende por drone cualquier dispositivo aeacutereo controlado y no tripulado
(figura 612) Si en sus inicios los drones se utilizaron de manera ex-
clusiva para fines beacutelicos sus aplicaciones se han ido diversificando
cada vez maacutes Algunas compantildeiacuteas de prospeccioacuten mineral tienen en
sus planes inmediatos usar drones para levantar mapas del espectro
electromagneacutetico a diferentes frecuencias Seguacuten Peter LeCouffe 145
director de operaciones de la compantildeiacutea canadiense Harrier Aerial Sur-
veys los drones se usaraacuten para lsquohellipregistrar las diversas bandas del
espectro electromagneacutetico Diferentes minerales dejaraacuten huellas elec-
tromagneacuteticas disiacutemiles de manera que con un procesador podemos en
principio resolver la composicioacuten de esos mineralesrsquo
(httpwwwminingandexplorationcatechnologyarticledrones_are_re
ady_for_takeoff_in_the_mining_industry)
Figura 612 Drone utilizado en la actualidad en
la prospeccioacuten de minerales por medios no
magneacuteticos con una autonomiacutea de vuelo de 15
a 20 minutos
Conflictos beacutelicos
Durante la Segunda Guerra Mundial los diversos contendientes emplea-
ron magnetoacutemetros para descubrir los submarinos enemigos (figura
613) el instrumento era remolcado por un barco o se colocaba en una
aeronave el meacutetodo aeacutereo es el habitual en la actualidad dada la sensi-
bilidad de los magnetoacutemetros contemporaacuteneos Cualquier variacioacuten
brusca del campo magneacutetico en las cercaniacuteas del detector como por
ejemplo la que tiene lugar en el motor de arranque durante el encendi-
do de un vehiacuteculo proporcionaraacute una clara sentildeal Esta uacuteltima particula-
ridad ha sido empleada en los conflictos beacutelicos para detectar garajes o
cocheras militares camufladas
Para reducir la interferencia de los equipos eleacutectricos proveniente
del propio avioacuten el SAM se coloca en una proyeccioacuten externa o bota-
loacuten como el que se muestra en un avioacuten P-3C de la Lockheed (figura
614) en los helicoacutepteros el magnetoacutemetro se cuelga de un cable Lo 146
usual es antildeadir circuitos electroacutenicos para neutralizar el ruido magneacuteti-
co de interferencia proveniente de la aeronave Aun asiacute el submarino se
detectaraacute solo si se encuentra cerca de la superficie y no demasiado
lejos del medio aeacutereo empleado
Figura 613 Deteccioacuten magneacutetica de submarinos
Figura 614 Botaloacuten con el magnetoacutemetro en su interior
147
El alcance maacuteximo de deteccioacuten de unos 1200 m lo determina el
tamantildeo del submarino y la composicioacuten de su casco aunque tambieacuten
influye en el alcance la direccioacuten relativa del movimiento respecto al
campo magneacutetico terrestre tanto del avioacuten como del submarino Exis-
ten submarinos nucleares cuyo casco estaacute construido de titanio metal
no magneacutetico no obstante diversos instrumentos y equipos en su inte-
rior que incluyen las turbinas el reactor y los motores dieacutesel auxiliares
se construyen de aleaciones que contienen hierro y niacutequel haciendo
factible su deteccioacuten magneacutetica
El magnetoacutemetro que aparece en el esquema de la figura 69 deno-
minado lsquode compuerta de flujorsquo (fluxgate magnetometer) fue desarro-
llado en 1930 funciona energizando con corriente alterna dos bobinas
ideacutenticas en oposicioacuten de manera que la lectura del amperiacutemetro aco-
plado a la bobina secundaria se puede ajustar a cero en presencia del
campo terrestre Sin embargo cualquier perturbacioacuten magneacutetica poste-
rior causa un desequilibrio en la magnetizacioacuten de los nuacutecleos ferro-
magneacuteticos y en la corriente que atraviesa las bobinas apareciendo una
sentildeal detectable en el secundario
Un tipo de magnetoacutemetro maacutes reciente es el de precesioacuten de proto-
nes A pesar de que su nombre quizaacutes le sugiera al lector un teacutermino de
ciencia-ficcioacuten su funcionamiento es muy sencillo (aunque la fiacutesica del
fenoacutemeno no lo es) En este caso el enrollado se coloca alrededor de un
recipiente largo y estrecho con agua etanol o keroseacuten Al usar una
bateriacutea de corriente continua y desenergizar bruscamente el enrollado
en presencia del campo magneacutetico terrestre aparece una extracorriente
de ruptura que activa los momentos magneacuteticos de los protones en los
nuacutecleos atoacutemicos de la sustancia en cuestioacuten Se genera asiacute una peque-
ntildea sentildeal proporcional al campo terrestre que se puede amplificar y de-
tectar Un ejemplo de extracorriente de ruptura es la pequentildea chispa
que ocasionalmente se origina en un interruptor al desconectar un mo-
tor o una laacutempara de luz friacutea
En la actualidad existen magnetoacutemetros computarizados muy sensi-
bles que pueden detectar anomaliacuteas magneacuteticas terrestres desde los
sateacutelites en oacuterbita Magnetoacutemetros complejos se incluyen en naves
espaciales para estudiar el magnetismo del sol y otros planetas En julio
de 2007 se publicoacute el Mapa Mundial Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
con datos recopilados durante un largo periacuteodo de tiempo Fue confec-
cionado usando sensores SAM de diversos tipos combinando determi-
naciones terrestres mariacutetimas y aeacutereas por viacutea sateacutelite (figura 615)
El mapa completo se puede descargar en
httpprojectsgtkfiexportsitesprojectsWDMAMprojectperugiaW
DMAM_102_2007_Edition_low_resolution_reduced1pdf
Figura 615 Seccioacuten Centroamericana y Caribentildea del Mapa Mundial
Digital de Anomaliacuteas Magneacuteticas
149
CAPIacuteTULO 7
TERAPIAS MAGNEacuteTICAS REALES E ILUSORIAS
Magnetostaacutetica y electromagnetismo
En la actualidad existen muchas terapias que aplican campos magneacuteti-
cos tanto estaacuteticos como electromagneacuteticos Algunas tienen base cien-
tiacutefica y son totalmente vaacutelidas como la diatermia que consiste en el
calentamiento local de los tejidos aplicando radiacioacuten de microondas
Otras no poseen valor alguno a la luz de los conocimientos cientiacuteficos
contemporaacuteneos sin embargo muchas personas alegan sentirse mejor
cuando se someten a ellas
Las terapias ilusorias aparentan causar beneficios por diversas razo-
nes Una de ellas es el efecto placebo descrito en el capiacutetulo siguiente
Otra razoacuten es que no toman en cuenta la evolucioacuten natural de los pade-
cimientos que pretenden curar Por ejemplo hay estadiacutesticas que mues-
tran que en casi el 90 de los casos de las dolencias relacionadas al
sistema osteo-mio-articular hay remisioacuten espontaacutenea de siacutentomas es
decir desaparecen o reducen su intensidad por siacute mismos lo cual hace
aparecer como eficaz cualquier tratamiento aplicado tanto si es con-
vencional como si pertenece al grupo de las llamadas medicinas ldquoalter-
nativasrdquo ldquonaturalesrdquo o ldquotradicionalesrdquo
Se dice que es necesario conocer el pasado para poder comprender
el presente y vislumbrar hacia doacutende iremos en el futuro Y la realidad
es que muchos supuestos tratamientos magneacuteticos ldquonovedososrdquo ade-
maacutes de carecer de fundamento cientiacutefico fueron ya ensayados y
desechados hace mucho Auacuten alcanzan categoriacutea de terapia en ciertos
ciacuterculos gracias a la ignorancia de practicantes y pacientes a la ilusoria
promesa de alivio efectivo con poco esfuerzo y sin riesgos para el 150
paciente y a la propaganda reiterada acerca de su supuesta efectividad
la mayoriacutea de las veces con fines estrictamente econoacutemicos
A veces se alega que tales terapias son beneacuteficas porque los imanes
son lsquonaturalesrsquo como si esto fuera un argumento de peso En realidad
los imanes que se encuentran en la vida diaria son todos sinteacuteticos di-
sentildeados para cada aplicacioacuten especiacutefica Poseen propiedades magneacuteti-
cas muy superiores a las de la magnetita natural que en la praacutectica soacutelo
ha quedado para curiosidad de museo o uso de laboratorio (ver tabla
23) Ademaacutes el naturismo no es ciencia sino una doctrina que predi-
ca el uso de productos naturales para prevenir o curar las enfermedades
Nadie ha demostrado que la medicina natural sea superior o siquiera
equivalente a la medicina convencional moderna excepto quizaacutes en
alguna contada excepcioacuten
No es raro que las supuestas terapias aparezcan de forma recurrente
Alcanzan un maacuteximo de popularidad se ponen de moda y muchos las
adoptan Al cabo de un corto tiempo surge el desencanto se comprueba
que no sirven para nada y desaparecenhellip aunque no totalmente para
reaparecer con fuerza al cabo de unos pocos antildeos renaciendo de sus
cenizas como el ave Feacutenix
El caso de las pulseras magneacuteticas del capiacutetulo 1 no es ni mucho
menos el uacutenico En la actualidad no resulta difiacutecil encontrar anuncios
promociones y artiacuteculos en revistas no especializadas o en la Internet
donde se ensalzan las virtudes de uno u otro tratamiento magneacutetico o de
radiaciones desconocidas para ser aplicadas tanto a personas como a
animales Los anuncios recomiendan bobinas para generar campos al-
ternos o imanes permanentes para magnetoterapia prometiendo al
comprador beneficios de todo tipo a un precio moacutedico Usualmente los
imanes se colocan en alguacuten soporte o aditamento adecuado como pulse-
ras vendas collares mantas e incluso camas
Estas promociones nunca aportan pruebas de sus afirmaciones citan
personajes inexistentes o fuera de contexto y ni siquiera emplean una
terminologiacutea veraz Lo usual es que utilicen teacuterminos cientiacuteficos pero
en forma incorrecta No obstante para el lector no entrenado estas
declaraciones suelen resultar bastante convincentes pues la terminolo-
giacutea cientiacutefica proporciona un manto de ciencia y veracidad a lo que
nada tiene de lo uno o de lo otro Tambieacuten pesa mucho en la balanza el
afaacuten del paciente de buscar solucioacuten a una dolencia que puede no ser
fatal pero siacute muy molesta recurrente y difiacutecil de aliviar 151
Por tanto iquestqueacute hay de cierto y queacute de falso en las terapias magneacuteti-
cas iquestQueacute se sabe en realidad y queacute resulta una pura especulacioacuten iquestEs
correcto incluir a todas bajo una misma denominacioacuten Es decir por
ser magneacuteticas o electromagneacuteticas iquesttodas sirven iquestNinguna sirve
iquestSon beneacuteficas o son dantildeinas iquestCoacutemo separar la ficcioacuten de la realidad
Campos magnetostaacutetico y electromagneacutetico Antes de proseguir resulta conveniente insistir en lo siguiente Existe
una diferencia esencial entre los campos magnetostaacuteticos asociados a
los imanes permanentes (o a una bobina con corriente continua) y los
campos electromagneacuteticos que se generan en una antena emisora o se
producen al hacer pasar una corriente alterna por el enrollado de una
bobina La diferencia consiste en que los campos magneacuteticos variables
en el tiempo siempre tienen asociado un campo eleacutectrico mientras que
los campos magneacuteticos estaacuteticos no estaacuten asociados a campo eleacutectrico
alguno
Los magnetoterapeutas usualmente desconocen lo anterior y no ha-
cen distincioacuten entre uno y otro cuando en realidad resulta imprescindi-
ble analizarlos por separado pues las propiedades son radicalmente
distintas En un caso solo actuacutea un campo el magneacutetico En el otro dos
campos con propiedades muy diferentes actuaraacuten a la vez sobre el suje-
to
Campo magneacutetico estaacutetico magnetoterapia El teacutermino proviene del ingleacutes magnetotherapy ldquoterapia con imanesrdquo
pero tambieacuten se aplica a los campos generados en bobinas con corriente
continua siempre y cuando la corriente no variacutee con el tiempo
Desde la antiguumledad se le han atribuido virtudes curativas a los ima-
nes Cuando se revisa la literatura surgen referencias anecdoacuteticas anti-
guas aunque difiacuteciles de verificar Asiacute se mencionan papiros de antes
de nuestra era donde aparece la receta de un unguumlento aplicable a heri-
das en la cabeza nombrando el hierro meteoacuterico que algunos interpre-
tan como el imaacuten natural magnetita Tambieacuten parece ser que griegos y
romanos atribuiacutean efectividad a los tratamientos magneacuteticos Seguacuten
algunas fuentes el griego Hipoacutecrates considerado el meacutedico maacutes
152
importante de la antiguumledad recomendaba ldquohellipsi la cavidad uterina no
retiene el semen viril toma plomo y saca de la piedra que atrae el hie-
rro un polvo fino envuelve todo en tela de lino humedecida con leche
de mujer y luego apliacutecalo como fomento contra la matrizrdquo Otras afir-
man que en los escritos del bioacutegrafo y ensayista griego Plutarco se pue-
de encontrar la desconcertante referencia de que un imaacuten permanente
pierde su fuerza si se le restriega con ajo Tambieacuten aparecen menciones
sobre las supuestas virtudes curativas de la magnetita en escritos persas
aacuterabes y bizantinos antiguos
En el siglo XVI el meacutedico filoacutesofo y alquimista suizo Theophrastus
Bombastus von Hohenheim (1493-1541) maacutes conocido como Paracel-
so utilizoacute imanes permanentes para tratar la epilepsia la diarrea y las
hemorragias procedimientos que posteriormente fueron encontrados
sin fundamento Consideraba que las enfermedades eran atraiacutedas hacia
el imaacuten de la misma forma que son atraiacutedos el acero y el hierro y que
uno de los polos era capaz de atraer y el otro de repeler los padecimien-
tos
Aunque los escritos de Paracelso conteniacutean elementos de magia la
oposicioacuten a los preceptos meacutedicos de su tiempo apoyados en purgas y
sanguijuelas para lsquoextraer los malos fluidos del cuerporsquo contribuyeron
al adelanto del pensamiento cientiacutefico de la eacutepoca Algunos de sus cri-
terios subsisten hasta hoy en forma de pseudociencia como por ejem-
plo la supuesta diferencia de aplicar un polo norte o un polo sur en
diferentes terapias magneacuteticas Paracelso tambieacuten es considerado pre-
cursor de otra pseudociencia la homeopatiacutea de Samuel Hahnemann
(1755-1843) pues muchos de sus remedios se cimentaban en la creen-
cia de que ldquolo similar cura lo similarrdquo Esta frase resume la lsquoley de lo
similaresrsquo uno de los nunca demostrados postulados de Hahnemann
(ver Rev Cub Fiacutesica vol 25 No 1 (2008) p 38-44 accesible en la
WEB)
En los siglos siguientes se multiplicaron en toda Europa partidarios
y detractores de las terapias magneacuteticas En 1641 el irlandeacutes Valentine
Greatrakes inspirado en un suentildeo se dedicoacute a prestar sus servicios
como sanador frotando las partes afectadas con una barra de hierro
magnetizada El eacutexito de sus tratamientos fue confirmado por personas
distinguidas y educadas de la eacutepoca pero las curas eran transitorias y
la cantidad de personas que veniacutean a consultarlo fue decreciendo gra-
dualmente hasta que se retiroacute Johan Baptiste van Helmont (1644)
intentoacute asociar el magnetismo a la miacutestica encontrando la oposicioacuten del
jesuita Adanasius Kircher quien consideraba las conjeturas supersticio-
sas como payasadas Es posible encontrar referencias del siglo XVIII
sobre la aplicacioacuten de los imanes permanentes a los dolores dentales y a
las histerias temblores y tortiacutecolis Tambieacuten se mencionan la mejora en
la regularidad de las menstruaciones y la atenuacioacuten de dolores en ge-
neral
Franz Anton Mesmer
La terapia magneacutetica con imanes permanentes alcanzoacute su mayor grado
de popularizacioacuten a finales del siglo XVIII en Francia con Franz Anton
Mesmer un meacutedico austriacuteaco precursor en los campos del psicoanaacutelisis
y del hipnotismo Mesmer habiacutea sido alumno de otro sacerdote jesuita
el padre Maximilian Hell quien realizaba ldquocuracionesrdquo a principios de
la deacutecada de 1770 aplicando a sus pacientes placas de acero magneti-
zado
En viacutesperas de la Revolucioacuten Francesa Mesmer inauguroacute en Pariacutes
un saloacuten de curaciones que atendiacutea a la nobleza e incluiacutea tratamientos
magneacuteticos Las curaciones se lograban tratando las ldquohellipdesviaciones
indeseables del magnetismo animal innato a los seres humanosrdquo Con el
tiempo Mesmer descubrioacute que obteniacutea los mismos resultados sin utili-
zar los imanes y postuloacute que el lsquomagnetismo animalrsquo inherente a todo
lo vivo era quien le permitiacutea corregir las anomaliacuteas del lsquoflujo magneacuteti-
corsquo en los enfermos
Uno de sus tratamientos consistiacutea en reunir a los pacientes en una
habitacioacuten oscura Vistiendo una tuacutenica dorada y una especie de varita
maacutegica en su mano los sentaba alrededor de una gran vasija que conte-
niacutea una disolucioacuten de productos quiacutemicos El magnetizador y sus ayu-
dantes todos varones miraban fijamente a los ojos de los pacientes les
hablaban y les frotaban diversas partes del cuerpo incluyendo los senos
de las mujeres mientras los pacientes se agarraban a unas barras de
hierro que sobresaliacutean de la disolucioacuten hasta que se alcanzaba un cierto
grado de exaltacioacuten De esta manera se curaban a diestra y siniestra
muchos aristoacutecratas principalmente mujeres joacutevenes
En 1785 cuatro antildeos antes del inicio de la Revolucioacuten Francesa los
principales meacutedicos de Pariacutes presionaron a Luis XVI para que tomara
154
cartas en el asunto quien hizo que la Academia Francesa de las Cien-
cias nombrara una comisioacuten para revisar los lsquotratamientosrsquo de Mesmer
La comisioacuten incluiacutea personalidades de renombre como el astroacutenomo
Jean Sylvain Bailly miembro de la Academia primer presidente de la
Asamblea Nacional durante la Revolucioacuten Francesa y posteriormente
Alcalde de Pariacutes el quiacutemico Antoine Lavoisier descubridor de la Ley
de Conservacioacuten de la Masa miembro de la Academia tambieacuten cono-
cido como el Padre de la Quiacutemica Moderna el meacutedico Joseph Ignace
Guillotin de sombriacutea celebridad hoy diacutea pero un meacutedico reconocido en
su eacutepoca y diputado a la Asamblea Nacional y Benjamiacuten Franklin
revolucionario norteamericano diplomaacutetico y experto en electricidad
inventor del pararrayos y los bifocales
La comisioacuten realizoacute lo que hoy se conoce como un elemental expe-
rimento de control aplicoacute el tratamiento magnetizador sin que los pa-
cientes lo supieran y no se produjeron las curaciones Se concluyoacute que
las curaciones si las habiacutea estaban solo en la mente de las personas que
las esperaban El informe elaborado desfavorable para las teoriacuteas de
Mesmer hizo que este perdiera raacutepidamente su prestigio y pasara el
resto de su vida en el olvido
La figura 71 muestra un dibujo de un perioacutedico parisino de la eacutepo-
ca Benjamiacuten Franklin aparece a la izquierda con los documentos que
declaran el magnetismo animal una farsa Arriba a la derecha Mesmer
con grandes orejas de burro es expulsado volando de la sala junto a su
seacutequito de asistentes Los maacutes maliciosos en Pariacutes acusaban a Mesmer
de ejecutar praacutecticas maacutegico-sexuales en su saloacuten de curaciones
Los reportes originales de las autoridades parisinas detallando las te-
rapias de Mesmer junto a muchas otras informaciones sobre falsos
expertos y tratamientos magneacuteticos aparecen en el libro de Charles
Mackay ldquoMemorias de Ilusiones Populares y la Locura de las Multitu-
desrdquo editado en 1841 Se encuentra accesible en
httpwwwfullbookscomMemoirs-of-Extraordinary-Popular-
Delusionsx3081html
155
Figura 71 Dibujo satiacuterico de un perioacutedico parisieacuten
de 1790 ridiculizando al magnetismo animal lsquoFran-
klin pone en fuga a los mesmeristasrsquo en lsquoEl magne-
tismo develadorsquo Biblioteca Nacional de Francia
Tractores de Perkins
Tambieacuten hacia finales del siglo XVIII el meacutedico Elisha Perkins de
Connecticut que alternaba el ejercicio de la medicina con el de comer-
cio de mulas recomendaba el uso de lsquotractores metaacutelicosrsquo para el tra-
tamiento de varias enfermedades en personas y caballos Los lsquotractoresrsquo
(punzones confeccionados de dos metales diferentes que en realidad no
teniacutean propiedades magneacuteticas) se utilizaban frotando suavemente el
aacuterea lesionada para ldquoextraer el fluido eleacutectrico nocivo que subyace en
la base del sufrimientordquo En 1776 justo al comienzo de la guerra de
independencia de Estados Unidos le habiacutea sido concedida una patente
bajo el tiacutetulo ldquoaparato metaacutelico de Perkins para la terapia del dolorrdquo
Algunos meacutedicos prominentes esceacutepticos de los resultados de Per-
kins repitieron sus experimentos utilizando piezas de madera talladas y
pintadas de forma que semejaran tractores Los resultados fueron exac-
tamente los mismos que los obtenidos con los tractores reales y fueron
publicados en el artiacuteculo ldquoDe la imaginacioacuten como causa y cura de
desoacuterdenes ejemplificada por tractores ficticiosrdquo En 1796 la Connec-
ticut Medical Society calificoacute a Perkins de farsante y lo expulsoacute de sus
filas por haber ldquorevivido las remanencias miserables del magnetismo
animalpredicando que el frotamiento curaraacute radicalmente los dolores
maacutes rebeldesrdquo Por regla general los periodistas no tardaban en satiri-
zar este tipo de fantasiacuteas terapeacuteuticas (figura 72)
Figura 72 Aplicacioacuten de los tractores de Perkins
Tomado de httpwwwhslvirginiaedu Publicado
por H Humphrey 27 St Jamess Street Londres
Nov 11 1801
Un artiacuteculo mucho maacutes reciente de EJ Engstrom publicado en el
Medizinhistorisches Journal 41(3-4) 2006 revela que entre 1780 y
1830 los meacutedicos de La Chariteacute uno de los principales hospitales de
Berliacuten realizaron ensayos cliacutenicos para comprobar la efectividad tera-
peacuteutica del magnetismo animal y mineral (la manera de designar en la
eacutepoca lo que hoy se conoce como magnetoterapia) Fundamentaacutendose
en los reportes meacutedicos e historias cliacutenicas Engstrom concluyoacute lo si-
guiente ldquoMientras que en 1790 la plausibilidad de las reivindicaciones
terapeacuteuticas del magnetismo animal demandaban la atencioacuten del cuerpo
meacutedico en 1830 las evidencias acumuladas sobre lo que se basaban
esas reivindicaciones habiacutean perdido su poder de persuasioacuten y fueron
relegadas al oscuro mundo de los farsantes y los charlatanesrdquo
157
Magnetoterapeutas contemporaacuteneos No obstante a pesar de la continuada descalificacioacuten de estos procedi-
mientos por parte de la comunidad cientiacutefica la terapia magneacutetica se
hizo bastante popular En los siglos siguientes devino en una forma de
curanderismo o charlataneriacutea distorsionada y muchas veces fraudulenta
A finales del siglo XIX era posible encontrar cataacutelogos de grandes tien-
das norteamericanas ofertando ropa y sombreros magneacuteticos (algunos
con maacutes de 700 imanes) para entrega por correo Los anuncios prome-
tiacutean que ldquohellipel magnetismo aplicado correctamente curaraacute cualquier
enfermedad curable independientemente de cuaacutel sea su causardquo (Ma-
cklis R Annals of Medicine 118(5) 376-383 1993)
Auacuten hoy diacutea es posible encontrar escritos donde se afirma que el
magnetismo es buenohellip praacutecticamente para todo Asiacute por ejemplo una
solicitud de patente de 1982 (S Maeshima Tokio) describe los benefi-
cios que proporciona el aparato disentildeado por eacutel como que es capaz de
ldquohellip conducir el magnetismo al cuerpo y con esto provocar una leve
estimulacioacuten de los nervios perifeacutericos y de las ceacutelulas tisulares Esto
debe aumentar la circulacioacuten de la sangre la excrecioacuten cutaacutenea y el
recambio efectos necesarios para la conservacioacuten de una buena salud
para la defensa contra las enfermedades y para la recuperacioacuten general
despueacutes de una severa enfermedadrdquo Aquiacute el engantildeo estaacute en la palabra
ldquodeberdquo es decir el solicitante supone que su invento es capaz de todo
lo que dicehellip que desde luego no puede demostrar
En el paacuterrafo anterior se pudiera escribir igualmente lsquodebersquo estimu-
lar los procesos que favorecen la formacioacuten de tumoreshelliprsquodebersquo esti-
mular la reproduccioacuten de las ceacutelulas cancerosas en fin lo que a usted
se le ocurra ya que no hay razoacuten alguna para que se estimulen uacutenica-
mente los procesos beneacuteficos para el organismo si es que efectivamen-
te se logra estimular alguno Lo uacutenico que ha cambiado en relacioacuten con
los escritos del siglo XVIII es la terminologiacutea utilizada maacutes acorde con
el estado actual de los conocimientos
El misticismo las exageraciones y las falsedades que acompantildearon
el uso del magnetismo en la medicina desde sus inicios de cierta forma
desestimularon por mucho tiempo el desarrollo de investigaciones cien-
tiacuteficas serias acerca de sus posibles efectos terapeacuteuticos Al avanzar el
siglo XX el intereacutes popular por la terapia magneacutetica habiacutea decaiacutedo y
158
hacia los antildeos 40 praacutecticamente no se publicaban artiacuteculos en las revis-
tas especializadas acerca de los efectos fisioloacutegicos de los campos
magnetostaacuteticos y electromagneacuteticos
Aunque actualmente es posible encontrar ofertas de imanes perma-
nentes en forma de diversos aditamentos terapeacuteuticos los estudios que
avalan la eficacia de esos tratamientos siguen sin aparecer Auacuten maacutes ni
siquiera hay indicios de cual pudiera ser el posible mecanismo de ac-
cioacuten de esos dispositivos Como el campo magneacutetico de los imanes no
variacutea con el tiempo no hay efectos eleacutectricos asociados ademaacutes la
intensidad de los campos aplicados es muy pequentildea para tener alguacuten
efecto directo sobre el organismo Analicemos pues brevemente las
propiedades reales de los campos magnetostaacuteticos
El campo magnetostaacutetico es conservativo Es conocido que un campo magnetostaacutetico no interacciona con las par-
tiacuteculas sin carga eleacutectrica Tampoco lo hace con las que tienen carga
eleacutectrica y estaacuten en reposo Solo puede hacerlo con las cargas o iones
en movimiento haciendo que su direccioacuten variacutee pero no su energiacutea
cineacutetica pues la fuerza de interaccioacuten es perpendicular al movimiento
en todo momento (en fiacutesica se resume esta propiedad diciendo que la
fuerza no hace trabajo)
Si se acerca un imaacuten al cuerpo humano puede que interaccione de
una manera diferente con los iones presentes en los tejidos haciendo
que su energiacutea potencial variacutee Pero al alejarlo la situacioacuten se revertiraacute
completamente Al regresar a la posicioacuten inicial el sistema tornaraacute
exactamente al estado energeacutetico que teniacutea en sus inicios sin que haya
ninguacuten cambio neto en la energiacutea (es por eso que el campo magnetostaacute-
tico es un campo conservativo la energiacutea del sistema se mantiene cons-
tante en un ciclo cerrado de movimiento) Luego no se puede conside-
rar que haya un traspaso de energiacutea del imaacuten al sujeto pues contradice
las leyes conocidas de la fiacutesica Si asiacute fuera los imanes se descargariacutean
como las bateriacuteas lo que no sucede (Los imanes de las bocinas de sus
equipos de audio y los de la puerta de su refrigerador no se lsquodescarganrsquo
nunca por mucho que trabajen)
Otro argumento contrario a la efectividad terapeacuteutica de los campos
magnetostaacuteticos es el siguiente los promotores de la aplicacioacuten de ven-
das magnetizadas para estimular los muacutesculos de los deportistas atribu-
yen los supuestos efectos a un incremento de la circulacioacuten local de la
sangre Sin embargo la evidencia cientiacutefica que apoya esta afirmacioacuten
es inexistente Vale la pena recordar que el flujo sanguiacuteneo depende de
factores tales como la diferencia de presioacuten en el sistema de vasos y de
sus diaacutemetros sometidos eacutestos a un fino control a traveacutes de mecanis-
mos muy complejos (hormonales nerviosos y sistemas locales de con-
trol) cuya influencia individual es muy difiacutecil de valorar
Ademaacutes todo intento de explicar un incremento en la circulacioacuten
mediante las fuerzas magneacuteticas que actuacutean sobre los iones cargados en
movimiento choca con la realidad de que esas fuerzas son demasiado
pequentildeas Se ha calculado que un imaacuten permanente tiacutepico capaz de
generar en la piel un campo magneacutetico de 25 mT origina un efecto en
los iones de la sangre millones de veces menor que el de la agitacioacuten
teacutermica que siempre se encuentra presente en cualquier objeto
Un argumento definitorio en contra de la supuesta estimulacioacuten local
de la circulacioacuten de la sangre es el siguiente los pacientes sometidos a
diagnoacutestico en equipos de resonancia magneacutetica se someten a campos
magneacuteticos de intensidad miles de veces mayores que el proporcionado
por cualquier imaacuten permanente Los estudios realizados sobre estos
pacientes nunca han mostrado efecto alguno en la circulacioacuten sanguiacute-
nea
Existen numerosas investigaciones que han fracasado en el empentildeo
de encontrar alguna relacioacuten entre la aplicacioacuten del campo magneacutetico y
la circulacioacuten de la sangre Tambieacuten se ha sentildealado que la sola presen-
cia de una venda alrededor de un muacutesculo sin ninguacuten aditamento mag-
netizante es suficiente para hacer variar su temperatura y ejercer un
efecto estimulante De manera que es posible afirmar sin lugar a dudas
que esa estimulacioacuten magneacutetica de la circulacioacuten no es maacutes que una
fantasiacutea ilusoria
Campo electromagneacutetico
Como se explicoacute en la seccioacuten anterior los campos magneacuteticos varia-
bles en el tiempo engendran campos eleacutectricos (y viceversa) de manera
que no es posible analizar los efectos magneacuteticos sin tomar en cuenta
los efectos eleacutectricos Ambos efectos estaraacuten siempre presentes en con-
junto en forma de radiacioacuten electromagneacutetica que se propaga en todas
direcciones a la velocidad de la luz
160
Descartando los rayos X analizados en el capiacutetulo 5 resulta uacutetil es-
tablecer una divisioacuten adicional entre los dos tipos de radiaciones maacutes
utilizadas en diversas terapias las microondas u ondas de radio de alta
frecuencia y los campos alternos de baja frecuencia
Microonda (300 MHz-3 GHz) El principal efecto de las microondas en los tejidos bioloacutegicos es la
generacioacuten de calor La diatermia se utiliza ampliamente para tratar el
dolor y la inflamacioacuten con irradiaciones de radiofrecuencias sobre la
zona afectada para elevar la temperatura La tendencia actual para tra-
tar algunos tipos de procesos inflamatorios es contraria se reduce la
temperatura con el objetivo de ralentizar o retardar las reacciones dantildei-
nas que tienen lugar en el proceso
Como la componente eleacutectrica de la radiacioacuten actuacutea directamente
sobre las cargas eleacutectricas puede inducir pequentildeas corrientes eleacutectricas
en los tejidos que generaraacuten calor por efecto Joule Tambieacuten habraacute otro
tipo de interaccioacuten la dieleacutectrica al inducir dipolos en las moleacuteculas no
polares o ejerciendo torques sobre las moleacuteculas polares Este meca-
nismo tambieacuten puede elevar la temperatura de los tejidos al incrementar
la agitacioacuten al nivel microscoacutepico pues la temperatura es justamente la
medida macroscoacutepica de esa agitacioacuten El proceso es enteramente simi-
lar al que tiene lugar en un horno de microondas
La induccioacuten generada por los campos eleacutectricos y el correspon-
diente calor disipado aumenta con la intensidad del campo aplicado y
con la rapidez de su variacioacuten en el tiempo Existe un rango bastante
amplio de frecuencias que producen estos efectos La frecuencia utili-
zada en la mayoriacutea de los equipos comerciales de microondas es de
unos 2 450 MHz regulada por convenios internacionales
Radiacioacuten de baja frecuencia
En la literatura meacutedica se denominan campos de baja frecuencia a los
de valor entre 20 y 100 Hz la frecuencia de la red comercial es 50 Hz
en Europa y 60 Hz en Ameacuterica Tambieacuten es usual encontrar campos
pulsantes que poseen una frecuencia algo mayor pero que no se apli-
can de forma continua sino por impulsos de corta duracioacuten Con ese
161
procedimiento se persigue el objetivo de dar tiempo a dispersar lo maacutes
posible el calor potencial generado por la radiacioacuten -si lo hubiere- ya
que en este caso no es el calor lo que interesa
Existe amplia evidencia de que la actividad eleacutectrica estaacute presente en
el cuerpo humano en todo momento Es posible medir los potenciales
causados por las corrientes en el corazoacuten (electrocardiograma) o en el
cerebro (electroencefalograma) Un hueso sometido a un esfuerzo me-
caacutenico tambieacuten puede generar diferencias de potencial (efecto piezo-
eleacutectrico) De manera que resulta muy racional suponer que la aplica-
cioacuten de una corriente eleacutectrica adecuada de baja intensidad podraacute afec-
tar los tejidos de alguna manera Esa corriente se puede aplicar direc-
tamente a traveacutes de contactos en la piel o indirectamente mediante un
campo electromagneacutetico de baja frecuencia que genera campos eleacutectri-
cos y corrientes en el interior del cuerpo La palabra lsquoadecuadarsquo es im-
portante los tejidos responden de muy diversa forma a diferentes sentildea-
les eleacutectricas en dependencia tanto del tejido particular considerado
como de la sentildeal aplicada Por tanto es imposible conocer de ante-
mano sin llevar a cabo ensayos cliacutenicos detallados si tal estiacutemulo seraacute
realmente beneacutefico o por el contrario dantildeino para el paciente Muchos
promotores de estos procedimientos simplemente no toman en cuenta
esta realidad
Breve historia de la terapia electromagneacutetica Las terapias electromagneacuteticas surgieron casi conjuntamente con el
inicio de las primeras redes eleacutectricas comerciales La figura 73 mues-
tra una paciente durante una aplicacioacuten del Theronoid producido en
Estados Unidos a partir de 1928 Consistiacutea en un enrollado toroidal de
alambre conductor de unos 50 cm de diaacutemetro con una caja adosada y
dos controles uno de apagadoencendido y otro de altabaja para regu-
lar la intensidad Disentildeado para aplicaciones caseras el paciente lo
conectaba a la corriente de su vivienda para autoaplicarse tratamientos
diarios de 3 a 5 minutos de duracioacuten Este no fue el primer dispositivo
con estas caracteriacutesticas pues con anterioridad se habiacutean patentado
otros similares para ser usados tanto en personas como animales hasta
en caballos La figura 74 se muestra una patente donde la bobina se
colocaba alrededor de todo el caballo parado en sus 4 patas
162
Figura 73 El Theronoid (Tomado de
httpwwwamericanartifactscomsmmaindexhtm)
Figura 74 Equipos para tratamientos electromagneacuteti-
cos Principios del siglo XX (Tomado de httpwww
americanartifactscomsmmaindexhtm)
Como casi siempre ocurre con estas terapias maravillosas los auto-
res afirmaban que el Theronoid podiacutea curar casi cualquier dolencia
desde el estrentildeimiento hasta la paraacutelisis En 1933 la Comisioacuten Federal
de Comercio de Estados Unidos prohibioacute la publicidad del Theronoid
como dispositivo terapeacuteutico por no encontrar que proporcionara bene-
ficio alguno a las personas (accesible en httpwwwamericanartifacts
comsmmaindexhtm)
En el presente existe una gran cantidad de literatura sobre el tema
Por ejemplo una revisioacuten del antildeo 2008 publicado por RHW Funk y
colaboradores del Instituto de Anatomiacutea de Dresden incluye alrededor
de 400 artiacuteculos dedicados al estudio de los efectos bioloacutegicos de la
radiacioacuten sobre ceacutelulas y tejidos El resumen no incluye otros muchos y
muy variados artiacuteculos que reportan los efectos de la radiacioacuten al apli-
carse directamente a las personas (a pesar de que quienes los aplican no
saben con certeza si los tratamientos seraacuten dantildeinos en alguacuten sentido o
no)
En las personas la radiacioacuten de baja frecuencia se ha aplicado al es-
tudio de los efectos en el aparato muacutesculo-esqueleacutetico en traumatolo-
giacutea reumatologiacutea y en enfermedades del aparato vascular La terapia
maacutes estudiada es la que se aplica a las fracturas oacuteseas tanto en personas 163
como animales Si bien el mecanismo no estaacute totalmente esclarecido
diversos autores reportan que la radiacioacuten estimula los procesos asocia-
dos a la formacioacuten del hueso y a la asimilacioacuten de implantes Se em-
plean frecuencias entre 20 y 100 Hz con intensidades del campo aplica-
do muy pequentildeas entre 05 y 8 mT y duracioacuten de hasta 30 minutos El
tratamiento puede prolongarse por diacuteas o meses aunque hay investiga-
dores que alegan que la regeneracioacuten del hueso pudiera ocurrir de ma-
nera indeseable Otros consideran que los beneficios no justifican su
relativamente alto uso cliacutenico en algunos lugares
En 1985 Watkins y otros reportaron que la aplicacioacuten a equinos de
campos electromagneacuteticos en defectos creados previamente mediante
cirugiacutea en la superficie del tendoacuten digital flexor causoacute un incremento
en la concentracioacuten de vasos sanguiacuteneos Pero la maduracioacuten del tejido
de reparacioacuten y la transformacioacuten del tipo de colaacutegeno (componentes
esenciales del proceso de recuperacioacuten del tendoacuten) fueron en realidad
retrasadas por el tratamiento
Un artiacuteculo muy documentado de EYS Chao y N Inoue basado
en ensayos con animales y publicado en 2003 titulado ldquoEstimulacioacuten
biofiacutesica de la reparacioacuten de huesos fracturados regeneracioacuten y remo-
delacioacutenrdquo concluye que ldquohellipsin conocer con precisioacuten el mecanismo
celular asociado a la respuesta de los tejidos a estas intervenciones
resultariacutea difiacutecil e inefectivo implementar una terapia apropiada acorde
a la prescripcioacuten cliacutenica precisardquo Maacutes adelante sentildeala ldquose requiere un
esfuerzo en este sentido para lograr la suficiencia en la aplicacioacuten cliacuteni-
cardquo
Al final de la publicacioacuten en un intercambio con los aacuterbitros los
propios autores advierten ldquohelliputilizar esta tecnologiacutea de forma indis-
criminada (sin prescripcioacuten y supervisioacuten apropiada) puede causar efec-
tos secundarios indeseados e incluso dantildeinosrdquo Un meta-anaacutelisis esta-
diacutestico posterior publicado en 2008 por Mollon et al reporta que en
ese momento auacuten existiacutea mucha incertidumbre acerca de la efectividad
de la estimulacioacuten electromagneacutetica cuando se aplica a las fracturas
Pero la radiacioacuten electromagneacutetica de baja frecuencia no solo se
aplica en los huesos Adicionalmente ha sido evaluada por diferentes
investigadores para el tratamiento de tejidos blandos tambieacuten en la
cabeza para supuestamente calmar los dolores o la ansiedad y en otras
partes del cuerpo con diversos fines Se fabrican equipos comerciales
en los que se puede introducir el torso completo de una persona (Figura
75)
Figura 75 Terapia con campos electromagneacuteticos de muy baja
frecuencia
En ciertos casos algunas investigaciones proporcionan evidencia de
que esta terapia pudiera ser de valor como en el caso de lesiones croacuteni-
cas y la regeneracioacuten neuronal Sin embargo otros no han podido en-
contrar ninguacuten efecto en la curacioacuten de los tejidos y es bastante usual
encontrar reportes contradictorios Quienes critican estas teacutecnicas ale-
gan que muchos de los experimentos que aparecen en la literatura han
sido mal disentildeados o no ha habido comparacioacuten con grupos de control
para confirmar los resultados Otros apuntan que los campos eleacutectricos
inducidos a tan bajas frecuencias son mucho menores a los que por
naturaleza existen en las membranas bioloacutegicas por lo que resulta muy
cuestionable la efectividad del tratamiento
A partir de los estudios realizados en ceacutelulas se ha estimado que la
intensidad de un campo magneacutetico de frecuencia industrial (50-60 Hz)
debe ser superior a 05 mT para inducir corrientes eleacutectricas de una
magnitud similar a las que se presentan de forma natural en el cuerpo
humano
En general aunque usualmente se reconoce la eficacia de algunos de
estos tratamientos tambieacuten existe el sentimiento bastante generalizado
entre la comunidad cientiacutefica de que auacuten queda mucho por estudiar para
lograr optimizar paraacutemetros tales como las caracteriacutesticas de la sentildeal
aplicada -intensidad frecuencia forma de la onda- el tiempo de aplica-
cioacuten y la duracioacuten del tratamiento A la par se necesitan estudios deta-
llados que permitan descartar la aparicioacuten de dantildeos colaterales
Reportes negativos
La radiacioacuten a baja frecuencia y baja intensidad no parece tener efectos
perjudiciales inmediatos pero siacute a largo plazo Un reporte bastante 165
completo de la Universidad de Washington en 2004 firmado por H Lai
y NP Singh indica que ldquohellip ratas expuestas a campos sinusoidales de
60 Hz por dos horas a intensidades de 01-05 mT mostraron incre-
mento de la rotura de cadenas simples y dobles de ADN en las ceacutelulas
del cerebrordquo y un artiacuteculo review de 2014 realizado por el Bioinitiative
Working Group de la Universidad de Washington reporta afectaciones
geneacuteticas en ceacutelulas expuestas a radiaciones de muy baja frecuencia en
el 83 de los casos
Estos resultados debieran indicarle a los terapeutas magneacuteticos con-
temporaacuteneos no aplicar a los sujetos campos de baja frecuencia de for-
ma recurrente al menos hasta tener mayor informacioacuten sobre el tema
Por una parte no hay beneficios demostrados mediante ensayos cliacutenicos
rigurosos y por la otra existe la posibilidad concreta de efectos perju-
diciales a largo plazo Aplicar estas radiaciones en la regioacuten abdominal
podriacutea acarrear afectaciones en el ADN de oacutevulos y espermatozoides
Como son entidades unicelulares se incrementariacutea asiacute la probabilidad
de que el paciente llegue a procrear fetos viables pero con alguna ano-
maliacutea geneacutetica que no seraacute detectada hasta mucho despueacutes
Otros lsquotratamientosrsquo son estafas bien organizadas En febrero de
2007 en una accioacuten combinada con Meacutexico y Canadaacute la Comisioacuten
Federal de Comercio de EEUU (Federal Trade Commision FTC)
presentoacute una demanda contra la empresa canadiense lsquoZoetron therapyrsquo
alegando la inefectividad de su terapia electromagneacutetica contra el caacuten-
cer La misma se basaba en la aplicacioacuten de campos magneacuteticos pulsan-
tes para eliminar las ceacutelulas cancerosas La Zoetron cobraba de 15 000
a 20 000 USD a los pacientes norteamericanos que despueacutes debiacutean
trasladarse por su cuenta a Meacutexico Durante la accioacuten combinada las
autoridades mexicanas clausuraron la cliacutenica en Tijuana donde se efec-
tuaban los tratamientos Finalmente la Zoetron llegoacute a un acuerdo con
la FTC en el que la empresa se comprometiacutea a no intentar nuevamente
un lsquonegociorsquo anaacutelogo a cuenta de la suspensioacuten de una multa de 7 650
000 USD basada esencialmente en su imposibilidad de cubrirla
En septiembre de 2013 la Food and Drug Administration (FDA) de
ese mismo paiacutes envioacute una carta de advertencia de delito a la empresa
israelita Curatronic Ltd por comercializar en los EEUU equipos gene-
radores de radiacioacuten electromagneacutetica capaces seguacuten sus promotores
de lsquoreeducarrsquo los muacutesculos para prevenir infartos incrementar la
166
circulacioacuten y retardar o prevenir la atrofia (Documento accesible en
httpwwwfdagovicecienforcementactionswarningletters2013ucm
335343htm)
Estos ejemplos indican que como regla cualquier supuesto tratamiento
electromagneacutetico se debe verificar a partir de la literatura cientiacutefica y
no soacutelo por lo que promueven los sitios comerciales
No obstante no todos los tratamientos propuestos en la literatura
son espurios Los hay efectivos o al menos reconocidos como tales
pero muy contados Un ejemplo es el siguiente la FDA aproboacute en
enero de 2013 un tratamiento dirigido a adultos con desordenes depre-
sivos que no alcanzan una mejoriacutea significativa con tratamientos con-
vencionales anti-depresivos La terapia emplea radiaciones electromag-
neacuteticas de baja frecuencia (1-10 kHz) (Documento accesible en
httpwwwaccessdatafdagovcdrh_docspdf12k122288pdf)
Nanomagnetismo y medicina
A principios de este siglo comenzaron a aparecer con cierta frecuencia
en las revistas cientiacuteficas especializadas artiacuteculos que relacionan la
nanotecnologiacutea con el magnetismo y la medicina A partir de ese mo-
mento la cantidad de artiacuteculos se ha ido incrementando en forma soste-
nida Una revisioacuten publicada en 2009 por Pankhust lista maacutes de 110
artiacuteculos que se pueden agrupar en diversas vertientes seguacuten el tema
especiacutefico a que estaacuten dedicados Ademaacutes de las nanopartiacuteculas mag-
neacuteticas que se emplean para realzar el contraste de las imaacutegenes de
resonancia magneacutetica se destacan las siguientes aplicaciones del
nanomagnetismo
1 Separacioacuten magneacutetica de ceacutelulas u otras entidades bioloacutegicas
2 Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
3 Meacutetodos de radiofrecuencia para desintegrar tumores por hiper-
termia
Separacioacuten magneacutetica Esta teacutecnica emplea nanopartiacuteculas compatibles con la entidad bioloacutegi-
ca deseada para lsquomarcarlasrsquo con alguna sustancia magneacutetica Tras ser
marcadas se separan de las restantes mediante alguacuten dispositivo de se-
paracioacuten magneacutetica Tal dispositivo puede ser algo tan sencillo como
un tubo de ensayo al cual se aplica un imaacuten permanente para causar la
segregacioacuten de las partiacuteculas magneacuteticas fuera del fluido portador Una
vez segregadas es faacutecil eliminar el resto del liacutequido Desde luego exis-
ten meacutetodos mucho maacutes raacutepidos y sofisticados
Suministro de faacutermacos genes o radionucleidos
La desventaja principal de la mayoriacutea de las quimioterapias es que no
son especiacuteficas El faacutermaco se aplica por viacutea intravenosa y se dispersa
en todo el organismo atacando tanto al tumor como a las ceacutelulas sanas
causando efectos secundarios indeseables Si los faacutermacos pudieran
colocarse en el lugar especiacutefico donde se necesitan se podriacutean utilizar
con mayor efectividad y con menos peligro de dantildear las ceacutelulas sanas
Asiacute seriacutea posible reducir tanto los efectos secundarios como la cantidad
empleada de medicamento
El procedimiento magneacutetico propuesto desde finales de los antildeos 70
para tratar tumores cancerosos consiste en unir alguacuten producto toacutexico
para las ceacutelulas (citotoacutexico) con una nanopartiacutecula magneacutetica biocom-
patible La partiacutecula resultante se mezcla con un liacutequido portador ade-
cuado que puede ser agua o alguacuten solvente orgaacutenico para formar un
ferrofluido con las partiacuteculas complejas en suspensioacuten en el liacutequido
Usualmente se antildeade alguacuten estabilizador como el aacutecido oleico o el aacuteci-
do ciacutetrico para prevenir la aglomeracioacuten de las partiacuteculas
El tratamiento consiste en inyectar el fluido en el sistema circulato-
rio a la vez que se aplica un campo magneacutetico externo en la regioacuten del
cuerpo donde se desea concentrar el citotoacutexico La intensidad del cam-
po debe variar fuertemente con la distancia pues la fuerza magneacutetica
actuando sobre las partiacuteculas no es proporcional a la intensidad del
campo externo sino a su gradiente es decir a cuaacuten raacutepido variacutea esa
intensidad con la distancia Una vez que el complejo citotoacutexico-
nanopartiacutecula se concentra en el tumor el primero se libera mediante
cambios en la actividad enzimaacutetica en la acidez (pH) o en la temperatu-
ra
Existen muchos factores que influyen en el resultado final del pro-
cedimiento entre ellos el flujo sanguiacuteneo la concentracioacuten del ferro-
fluido el grosor de los tejidos la distancia hasta el origen del campo
168
magneacutetico la reversibilidad del enlace citotoacutexico-nanopartiacutecula y el
volumen del tumor
Desintegracioacuten de tumores por calentamiento local (hipertermia)
Los primeros intentos datan de 1957 cuando Gilchrist y colaboradores
impregnaron tejidos con partiacuteculas de maghemita (γ-Fe2O3) de tamantildeo
entre 20 y 100 nm para luego exponerlos a radiaciones electromagneacuteti-
cas de frecuencia 12 MHz El procedimiento actual no ha variado mu-
cho Las partiacuteculas se conducen hasta el tumor de manera similar al
meacutetodo descrito anteriormente y se aplica radiacioacuten electromagneacutetica
externa de frecuencia adecuada para lograr el calentamiento de las par-
tiacuteculas y el incremento de la temperatura del tumor Si la temperatura
se logra mantener frac12 hora o maacutes por encima del umbral terapeacuteutico de
los 42 ordmC el tumor seraacute destruido
En la praacutectica este meacutetodo ha estado muy restringido porque resul-
ta difiacutecil no dantildear los tejidos sanos adyacentes durante el calentamiento
No obstante en 2007 se reportaron los primeros estudios cliacutenicos en
humanos en el hospital La Chariteacute de Berliacuten realizados en un grupo de
14 pacientes con caacutencer en el cerebro Las nanopartiacuteculas se inyectaron
directamente en el tumor y la radiacioacuten aplicada fue de 100 kHz (J
Neuro-Oncol 2007 81 53-60) El proceso se controloacute de manera con-
tinua mediante imaacutegenes por resonancia magneacutetica En junio de 2010
la compantildeiacutea alemana Mag Force Nanotechnologies AG recibioacute la apro-
bacioacuten para comercializar su terapia Nano Caacutencer que combina el uso
de nanopartiacuteculas de oacutexido de hierro con la aplicacioacuten de radiacioacuten de
alta frecuencia en pacientes con glioblastoma multiforme (GBM) el
tumor cerebral maacutes comuacuten y maligno que se conoce Los fabricantes
afirman que su teacutecnica afecta solamente al tumor y que los tejidos sanos
adyacentes no se afectan (httpwwwmagforcedeenglishproducts
nano-cancer-therapyhtml)
iquestTratamiento magneacutetico contra el dolor Tanto los campos electromagneacuteticos como los magnetostaacuteticos son
propuestos actualmente por muchos comerciantes como uacutetiles para
aliviar el dolor En particular la idea de que sea posible reducir el dolor
con solo aplicar sobre la parte afectada un imaacuten permanente sin utilizar
aparatos complejos ni ingerir medicamentos resulta muy seductora De
ser cierta resultariacutea ideal tendriacuteamos un meacutetodo que praacutecticamente no
causa molestias no produce efectos colaterales y no cuesta dinero si se
exceptuacutea la inversioacuten inicial (un imaacuten se puede adquirir incluso de la
bocina de un equipo de radio desechado de un disco duro dantildeado o de
la puerta de un refrigerador inservible) Por si esto fuera poco el trata-
miento mediante un agente intangible e invisible como el campo mag-
neacutetico posee un aura de misterio que para muchas personas presenta un
atractivo adicional
Sin embargo no se tiene idea del posible mecanismo mediante el
cual el campo magneacutetico ya bien sea estaacutetico o variable en el tiempo
pudiera producir estos efectos Si verdaderamente el campo magneacutetico
estaacutetico fuera efectivo para aliviar el dolor no se podriacutea considerar que
el efecto esteacute asociado a una disminucioacuten de la conductividad eleacutectrica
de los nervios Hay caacutelculos que demuestran que para disminuir la con-
ductividad nerviosa en 10 se necesitan campos miles de veces maacutes
intensos que los que proporciona el imaacuten permanente maacutes potente
A veces se afirma que la aplicacioacuten de imanes es efectiva para ali-
viar siacutentomas como dolores musculares en el cuello y los hombros
aunque otros les atribuyen maacutes bien un efecto psicoloacutegico que de otro
tipo sobre el paciente En el caso que la aplicacioacuten va acompantildeada de
masajes no se han encontrado diferencias decisivas entre el empleo del
masaje y el campo magneacutetico aplicado o sin eacutel Otros estudios han dado
por resultado que la aplicacioacuten de collares o almohadillas magneacuteticas
no tiene efecto alguno sobre estos dolores Algo similar ocurre con las
supuestas aplicaciones en veterinaria No se encuentran estudios debi-
damente comprobados que demuestren que la terapia magnetostaacutetica
sea uacutetil en el tratamiento de dolencias animales Una revisioacuten de revis-
tas meacutedicas y veterinarias de 1998 con 65 referencias no logroacute encon-
trar ninguna evidencia definitiva a favor de los campos magneacuteticos
estaacuteticos (Ramey DW 1998)
En cuanto a los campos electromagneacuteticos algunos estudios realiza-
dos sobre el efecto de los campos de baja frecuencia y baja intensidad
para aliviar el dolor han proporcionado resultados aparentemente satis-
factorios (por ejemplo ver Annals of Surgery March 2012 - Volume
255 - Issue 3 - p 457ndash467) Otras referencias indican que esta terapia
pudiera resultar uacutetil para aliviar el dolor en el tratamiento de la osteoar-
tritis de la rodilla y la cervical en dolores persistentes en el cuello y en
170
el tratamiento de mujeres con dolores croacutenicos en la pelvis Sin embar-
go en otros casos como el de la artritis en el hombro no se han obser-
vado mejoriacuteas Los tratamientos en animales parecen ser menos efecti-
vos que en las personas aunque no nulos
Una posible explicacioacuten (no demostrada) para este comportamiento
seriacutea considerar que el tratamiento electromagneacutetico es capaz de afectar
la produccioacuten de sustancias quiacutemicas endoacutegenas ie generadas por el
organismo capaces de regular la transmisioacuten del dolor A mediados de
la deacutecada de 1970 se demostroacute que muchas fibras que inhiben la trans-
misioacuten del dolor en la meacutedula espinal liberan un neurotransmisor de-
nominado encefalina y que algunas aacutereas del cerebro que procesan los
mensajes de dolor producen otras sustancias quiacutemicas inhibidoras lla-
madas endorfinas
Las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad en otros
campos sobre los mecanismos del dolor involucran gran cantidad de
ensayos cliacutenicos y miles de pacientes Por ejemplo se ha sugerido
cierta relacioacuten entre la acupuntura y la liberacioacuten de endorfinas en el
organismo y algunos neurofisioacutelogos opinan que las agujas podriacutean
desencadenar la liberacioacuten de estas sustancias -lo que tampoco ha sido
demostrado- Un meta-anaacutelisis estadiacutestico que resume los resultados
de muchos ensayos cliacutenicos previos titulado ldquoAcupuncture Treatment
for Pain Systematic Review of Randomised Clinical Trials with Acu-
puncture Placebo Acupuncture and No Acupuncture Groupsrdquo publi-
cado en el British Medical Journal (BMJ 2009 338 a3115) arrojoacute las
siguientes conclusiones en una poblacioacuten total de 3 025 sujetos al com-
parar los resultados de la acupuntura contra un placebo ldquohellipse encontroacute
un pequentildeo efecto analgeacutesico que aparentemente posee poca relevancia
cliacutenica y no puede ser claramente separado de la predisposicioacuten de los
practicantesrdquo -el meacutetodo doble ciego no se aplicoacute en ninguacuten caso- ldquoNo
estaacute claro si las agujas en los puntos de acupuntura o en cualquier sitio
reducen el dolor de manera independiente del impacto psicoloacutegico del
ritual del tratamientordquo
No fue posible encontrar estudios similares al anterior empleando
campos electromagneacuteticos en vez de agujas Por otra parte como se
dijo antes muchos ensayos cliacutenicos no toman en cuenta la remisioacuten
espontaacutenea de los siacutentomas que tiene lugar en muchas dolencias tam-
poco consideran el efecto placebo Este uacuteltimo consiste en que no po-
cas personas alegan sentir mejoriacutea cuando se someten a alguacuten proce-
dimiento ineficaz o se les suministra alguna sustancia inerte -el place-
bo- bajo la falsa pretensioacuten de ser un medicamento que aliviaraacute su do-
lencia (ver capiacutetulo 8)
iquestSon dantildeinos los campos magneacuteticos
Fuentes natural y artificial Vivimos sumergidos en un mar de ondas electromagneacuteticas de baja
intensidad que barren un amplio espectro de frecuencias Ondas de la
frecuencia de la red comercial de radio televisioacuten y microondas
atraviesan nuestros cuerpos continuamente todos los diacuteas y cada
segundo de cada diacutea mientras comemos dormimos nos bantildeamos o
nos sentamos frente al televisor Estas ondas son generadas por las
redes o tendidos eleacutectricos los radares las redes de comunicacioacuten de
todo tipo y algunos equipos industriales o del hogar como los televi-
sores los hornos de microondas las cocinas de induccioacuten y los teleacute-
fonos celulares Pero hay una gran diferencia entre los efectos causa-
dos por la radiacioacuten de alta intensidad y la de baja intensidad A partir
de cierta intensidad la radiacioacuten puede llegar a ser muy dantildeina por
debajo de cierto valor resulta totalmente inocua De aquiacute que cuando
se habla de los efectos de la radiacioacuten electromagneacutetica resulta indis-
pensable establecer con suma precisioacuten los liacutemites de intensidad y el
intervalo de frecuencias de que se habla
La radiacioacuten proveniente de fuentes naturales es de muy baja in-
tensidad mucho menor que la generada por las fuentes creadas por el
hombre En la superficie terrestre en el intervalo de 1 MHz a 10
GHz su intensidad es menor de 000001 wattm2 La proveniente de
fuentes artificiales se puede originar tanto en la comunidad como en
las viviendas o los puestos de trabajo
En la comunidad
La mayor parte de esta radiacioacuten se origina en las antenas emisoras de
radio TV y otros equipos de telecomunicaciones Su valor es en
promedio inferior a la que proviene de los aparatos de radio o televi-
sioacuten en el hogar Seguacuten estudios realizados los niveles promedio de
radiacioacuten en las grandes ciudades se situacutea en torno a los 000005
wm2 y solo 1 de la poblacioacuten se halla expuesto a intensidades 172
superiores a 01 wm2 Obviamente en las locaciones ubicadas en las
inmediaciones de transmisores de gran potencia o sistemas de radar
se pueden registrar niveles maacutes elevados
En las viviendas
Aquiacute las fuentes de radiacioacuten incluyen los hornos de microondas las
cocinas de induccioacuten los teleacutefonos moacuteviles y celulares los dispositi-
vos de alarma antirrobo y los televisores Los hornos de microondas
que en principio podriacutean originar niveles de radiofrecuencias muy
elevados estaacuten sujetos a normas estrictas que limitan las fugas de
radiacioacuten No ocurre asiacute con las cocinas de induccioacuten para las que no
existen normas internacionales a pesar de son capaces de dispersar
niveles importantes de radiacioacuten en todas direcciones Con la excep-
cioacuten de las cocinas de induccioacuten el nivel baacutesico de radiacioacuten de los
aparatos electrodomeacutesticos es bajo en general de unas cuantas dece-
nas de microwatt por metro cuadrado (μwm2)
Puesto de trabajo
Existen procesos industriales que utilizan radiacioacuten electromagneacutetica
de gran intensidad como por ejemplo los calentadores dieleacutectricos
empleados para laminacioacuten de maderas y sellado de plaacutesticos los
calentadores por corrientes de induccioacuten los hornos de microondas
para uso industrial los equipos de diatermia para tratar el dolor y los
aparatos de electrocirugiacutea para cortar y soldar tejidos Siempre existe
la posibilidad de que el personal que trabaja con esos sistemas sufra
una exposicioacuten excesiva especialmente en las actividades relaciona-
das con el calentamiento o sellado industrial mediante radiofrecuen-
cias o con el manejo de unidades de diatermia La intensidad de la
radiacioacuten en las proximidades del equipo utilizado puede ser superior
a varias decenas de wattm2
Efecto bioloacutegico
A diferencia de la radiacioacuten UV que causa la fotodegradacioacuten de la
piel o los rayos X y gamma capaces de ionizar aacutetomos y moleacuteculas
las microondas no causan ionizacioacuten Es por eso que durante mucho
tiempo ha existido la creencia de que solo son perjudiciales en inten-
sidades muy elevadas produciendo quemaduras cataratas o esterili-
dad temporal Sin embargo con la proliferacioacuten de dispositivos que al
funcionar generan este tipo de radiacioacuten cada diacutea hay maacutes personas
preocupadas por estudiar de manera rigurosa las posibles consecuen-
cias de una exposicioacuten prolongada a baja intensidad
Se produce un efecto bioloacutegico cuando la exposicioacuten a la radia-
cioacuten origina alguacuten cambio fisioloacutegico perceptible o detectable en
animales o vegetales El efecto puede ser perjudicial para la salud o
no Seraacute perjudicial cuando sobrepase la capacidad normal de com-
pensacioacuten del organismo y deacute origen a alguacuten proceso patoloacutegico
Aunque ocurra alguacuten efecto bioloacutegico este puede ser inocuo e inclu-
so beneacutefico Asiacute como se comentoacute anteriormente la produccioacuten de
vitamina D por el organismo en respuesta a la radiacioacuten solar en la
piel es provechosa Tambieacuten lo es el incremento del riego sanguiacuteneo
cutaacuteneo en respuesta a un ligero calentamiento producido por la luz
solar directa que proporciona una sensacioacuten caacutelida en un diacutea friacuteo Sin
embargo otros efectos como las quemaduras solares o la fotodegra-
dacioacuten y el caacutencer de piel resultan perjudiciales
Investigacioacuten cliacutenica
Se han realizado un gran nuacutemero de estudios acerca de la exposicioacuten de
las personas a la radiacioacuten electromagneacutetica Tratan principalmente
sobre la incidencia en el caacutencer de nintildeos y adultos ya que en ocasiones
algunos investigadores han encontrado correlaciones que sugieren un
incremento del riesgo de contraer leucemia en trabajadores expuestos a
niveles altos Sin embargo no se ha encontrado esta correlacioacuten en
estudios posteriores aunque los trabajadores hayan sido expuestos a
muy altos niveles de radiacioacuten y existen dudas de si los resultados an-
teriores se debiacutean efectivamente a los campos electromagneacuteticos o a
alguacuten otro agente como por ejemplo a la presencia de agentes quiacutemi-
cos tambieacuten relacionados con el trabajo de los obreros
Tampoco se han encontrado evidencias decisivas en investigaciones
epidemioloacutegicas realizadas en sectores residenciales para detectar la
posible influencia de los campos electromagneacuteticos en la incidencia de
caacutencer en los nintildeos Estas investigaciones son muy complejas Deben
tomar en cuenta paraacutemetros como la distancia de la vivienda hasta las
liacuteneas de alta tensioacuten y la presencia de otros emisores en las cercaniacuteas
incluyendo los equipos electrodomeacutesticos
La consecuencia maacutes importante de la exposicioacuten a la radiacioacuten
con frecuencias superiores a 1 MHz y menores de 10 GHz es el ca-
lentamiento que causa en los tejidos al desplazar iones y moleacuteculas a
traveacutes del medio que los rodea Incluso a niveles muy bajos de inten-
sidad la energiacutea de las radiofrecuencias produce pequentildeas cantidades
de calor que son absorbidas por los procesos termorreguladores nor-
males del organismo sin que el individuo lo perciba Si la fuente de
radiacioacuten es intensa y amplia puede hacer que aumente la temperatu-
ra del cuerpo el flujo sanguiacuteneo y la sudoracioacuten
Resultados experimentales muestran que la exposicioacuten a la radia-
cioacuten de intensidad que no llega a producir calentamiento puede alterar
la actividad eleacutectrica del cerebro en gatos y conejos al modificar la
movilidad de los iones Este efecto se ha verificado en tejidos y ceacutelu-
las aisladas Otros estudios sugieren que la accioacuten de la radiacioacuten
cambia el ritmo de proliferacioacuten de las ceacutelulas altera la actividad de
ciertas enzimas o afecta al ADN celular Sin embargo esos efectos no
estaacuten totalmente demostrados ni sus consecuencias para la salud
humana se conocen lo suficiente como para restringir por ese motivo
los liacutemites permisibles de exposicioacuten por debajo de los ya existentes
Un artiacuteculo resumen de la literatura publicado por DA McNamee y
colaboradores sobre los efectos cardiovasculares de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia en el International Archives of Occu-
pational and Environmental Health en 2009 concluye lo siguiente ldquoLos
efectos de la exposicioacuten a los campos electromagneacuteticos de frecuencia
extremadamente baja sobre los paraacutemetros cardiovasculareshellip estaacuten
indeterminadosrdquo
Estudios epidemioloacutegicos han analizado los valores de la radiacioacuten
en los lugares de trabajo y su efecto sobre las variaciones en la frecuen-
cia cardiacuteaca para tratar de predecir ciertas patologiacuteas cardiovasculares
Otros estudios de laboratorio se han enfocado en indicadores macrocir-
culatorios como la frecuencia del pulso variabilidad y presioacuten sanguiacute-
nea Sin embargo los intentos de reproducir los resultados de estos
estudios no han sido exitosos el disentildeo de los experimentos la pequentildea
cantidad de sujetos y las variables confusas han obstaculizado el pro-
greso hasta el momento
179
Teleacutefono celular y caacutencer
En 2009 el Instituto del Caacutencer de la Universidad de Pittsburg emitioacute
un comunicado alertando sobre los teleacutefonos celulares y su posible
relacioacuten con el caacutencer del cerebro Entre las 10 medidas propuestas la
principal aconseja evitar al maacuteximo su uso por los nintildeos quienes se
consideran especialmente vulnerables por poseer un cerebro en desarro-
llo auacuten no formado totalmente
Firmado por un Comiteacute Internacional de Expertos el comunicado no
afirma que existan evidencias categoacutericas de que los celulares son peli-
grosos para nintildeos o adultos sino que hay indicios que sugieren la con-
veniencia de limitar su uso hasta que se alcancen conclusiones definiti-
vas al respecto Otras recomendaciones del Comiteacute son alejar el celular
mientras se duerme (dirigido principalmente a las gestantes) no usarlo
en autobuses u otros lugares donde numerosas personas puedan ser
expuestas a las radiaciones y no entablar conversaciones prolongadas
Las recomendaciones son igualmente vaacutelidas para cualquier teleacutefono
moacutevil o inalaacutembrico Autoridades de la India Francia e Inglaterra tam-
bieacuten hicieron suyas la advertencia relativa a los nintildeos emitiendo alertas
al respecto
El tema de los celulares y el caacutencer ha sido muy debatido desde sus
mismos inicios pues aunque el celular transmite a muy baja intensidad
la cercaniacutea de la antena emisora a la cabeza hace que el usuario absorba
cantidades significativas de radiacioacuten en una regioacuten muy sensible de su
cuerpo
Ya en mayo de 1993 David Reynard de La Florida establecioacute una
demanda contra la NEC Corporation argumentando que el tumor cere-
bral de su esposa fue causado por las radiaciones de su celular El caso
fue desestimado en los tribunales por falta de evidencias En otro litigio
en el 2000 el doctor Chris Newman neuroacutelogo de Baltimore demandoacute
a varias compantildeiacuteas de teleacutefonos convencido de que su haacutebito de usar el
celular durante 9 antildeos causoacute el caacutencer en su cerebro Seguacuten los meacutedicos
de Newman el tumor se localizoacute ldquoen la posicioacuten anatoacutemica exacta don-
de la radiacioacuten del teleacutefono incidiacutea sobre su craacuteneordquo La demanda fue
finalmente rechazada por una corte de apelaciones en 2003 tambieacuten
por falta de evidencias
De las investigaciones publicadas sobre el tema la maacutes completa
aparecioacute en 2006 en el Journal of the National Cancer Institute de
Estados Unidos Se analizaron 420 000 usuarios daneses sin encontrar
un incremento del riesgo de caacutencer Miles de ellos habiacutean utilizado el
celular por maacutes de 10 antildeos Un estudio similar publicado ese antildeo en la
Universidad de Utah referido en este caso a varios miles de pacientes
con tumores en el cerebro aportoacute iguales resultados Otro estudio fran-
ceacutes de 2007 llegoacute a la misma conclusioacuten aunque en este caso se sentildealoacute
la ldquoposibilidad de un incremento de riesgo entre los usuarios maacutes adic-
tosrdquo pendiente de verificar en investigaciones posteriores Y en cuanto
a si es cierto o no que los nintildeos absorben maacutes radiacioacuten en el cerebro
que los adultos en un amplio resumen publicado en 2005 solo aparecen
3 investigaciones reportando una mayor absorcioacuten en cabezas peque-
ntildeas mientras que en otras 10 no se encontraron diferencias entre adul-
tos y nintildeos
De hecho hasta el momento el uacutenico problema de salud que puede
asociarse al uso de estos teleacutefonos es el incremento de accidentes de
traacutensito causados por la distraccioacuten de los choferes que los usan y con-
ducen a la vez No obstante hay quienes no se arriesgan y se atienen a
aquello de lsquomaacutes vale precaverrsquo Devra Lee Davis directora del Centro
de Oncologiacutea Ambiental de la Universidad de Pittsburg una de las
promotoras del alerta sobre los celulares y los nintildeos ha expresado su
punto de vista al respecto ldquoEl problema consiste en si usted desea o no
jugar a la ruleta rusa con su cerebro No seacute si los celulares son peligro-
sos Pero tampoco seacute que sean totalmente segurosrdquo
Normas de seguridad
Existen normas internacionales para garantizar que los equipos emiso-
res de radiofrecuencias no dantildeen a las personas y que su uso no interfie-
ra con el de otros equipos
La Comisioacuten Internacional de Proteccioacuten contra las Radiaciones No
Ionizantes (International Comission on Non Ionizing Radiation Protec-
tion ICNIRP) organizacioacuten no gubernamental reconocida por la Orga-
nizacioacuten Mundial de la Salud ha establecido liacutemites admisibles para la
exposicioacuten a campos de radiofrecuencias Las directrices de la ICNIRP
se prepararon sobre la base del examen colegiado de todas las publica-
ciones cientiacuteficas incluidas las relativas a los efectos teacutermicos y no
teacutermicos Las normas se cimentan en la evaluacioacuten de los efectos bioloacute-
gicos que tienen consecuencias demostradas para la salud y estaacuten suje-
tas a cambios a medida que avanza la investigacioacuten y el conocimiento
sobre estos temas Los niveles de radiacioacuten observados normalmente en
el entorno habitual se encuentran actualmente muy por debajo de los
liacutemites admisibles de radiacioacuten de la ICNIRP
Los niveles seguros de exposicioacuten a la radiacioacuten electromagneacutetica
tambieacuten se encuentran reglamentados por normas nacionales en la ma-
yoriacutea de los paiacuteses La profundidad de penetracioacuten de la radiacioacuten en el
tejido depende de la frecuencia y es mayor para las frecuencias maacutes
bajas por lo que los niveles de exposicioacuten permisibles variacutean mucho
con la frecuencia Para 50 y 60 Hz las recomendaciones a exposiciones
de corta duracioacuten variacutean entre 10-30 kVm para los campos eleacutectricos y
1-5 mT para los magneacuteticos Para exposiciones de larga duracioacuten (24
horas) los valores liacutemites permisibles son mucho menores de 5-10
kVm y 01- 05 mT (Documento NTP 234 del Instituto de Seguridad e
Higiene del Trabajo Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales Espantildea
en httpwwwmtasesinshtindexhtm)
Si la persona es sometida a valores muy intensos de radiacioacuten se
pueden producir dolores de cabeza naacuteuseas atontamiento y even-
tualmente un colapso circulatorio y la peacuterdida de la termorregulacioacuten
del cuerpo llegando a ser fatal en casos extremos
La absorcioacuten de energiacutea se determina como un coeficiente de ab-
sorcioacuten especiacutefica en una masa tisular especiacutefica se mide en watt por
kilogramo (wkg) Para que se produzcan efectos perjudiciales se
requiere un coeficiente de absorcioacuten igual o mayor a 4 wkg Esos
niveles de energiacutea se pueden encontrar a la distancia de algunas dece-
nas de metros de antenas potentes de frecuencia modulada pero que
usualmente estaacuten situadas en zonas inaccesibles en el extremo de
altas torres No obstante las personas que trabajan en los sectores de
la radiodifusioacuten transporte y comunicaciones pueden estar expuestas
a campos de intensidad elevada cuando realizan su actividad muy
cerca de antenas transmisoras y sistemas de radar
Un importante subgrupo de esos trabajadores es el personal mili-
tar En la mayoriacutea de los paiacuteses el uso para fines civiles y militares de
los campos de radiofrecuencias estaacute sujeto a normativas muy estric-
tas
Si la radiacioacuten no estaacute distribuida uniformemente en todo el cuer-
po puede ocasionar elevaciones locales de la temperatura Algunas
zonas como por ejemplo el cerebro son maacutes sensibles que otras El 178
aumento local de la temperatura en los tejidos cerebrales puede dar
origen a respuestas bioloacutegicas inapropiadas el calentamiento excesi-
vo del globo ocular puede llegar a causar la opacidad del cristalino
Cuando la frecuencia se encuentra por encima de 10 GHz la absor-
cioacuten de la radiacioacuten solo tiene lugar en la superficie de la piel y en la
coacuternea Para que la exposicioacuten a frecuencias de maacutes de 10 GHz pro-
duzca efectos perjudiciales para la salud como cataratas oculares y
quemaduras cutaacuteneas se requieren densidades de potencia superiores
a 1 000 wm2 Estas potencias no se presentan en la vida diaria y solo
tienen lugar en las inmediaciones de radares potentes Las normas
internacionales de seguridad prohiacuteben la presencia humana en esas
zonas
La radiacioacuten electromagneacutetica pulsante interacciona con los teji-
dos de forma algo diferente a la radiacioacuten continua Puede originar
sensaciones auditivas probablemente a causa de la raacutepida expansioacuten
termoelaacutestica del cerebro y a la creacioacuten de una onda de sonido den-
tro de la cabeza
La radiacioacuten de frecuencia inferior a 1 MHz induce principalmen-
te cargas y corrientes eleacutectricas que pueden estimular las ceacutelulas en
diversos tejidos nerviosos o musculares
Las corrientes eleacutectricas se encuentran presentes en el organismo
como parte normal de las reacciones quiacutemicas propias de la vida Si
los campos de radiofrecuencias inducen corrientes que excedan signi-
ficativamente ese nivel de base en el organismo es posible que se
produzcan efectos perjudiciales para la salud Se han propuesto diver-
sos mecanismos para explicar los posibles efectos de la radiacioacuten en
los tejidos pero hasta el momento esas propuestas no resisten el es-
crutinio cientiacutefico
179
CAPIacuteTULO 8
PLACEBO Y PSEUDOCIENCIA
Efecto placebo
El placebo es cualquier sustancia inerte que se utiliza en algunos ensa-
yos cliacutenicos en vez del medicamento o terapia activa Un grupo de pa-
cientes recibe la terapia y otro (grupo de control) recibe el placebo Es
un hecho ampliamente conocido que una cantidad significante de pa-
cientes del grupo de control alegaraacute sentirse mejor (efecto placebo)
Fue descubierto por el anestesioacutelogo norteamericano Henry Knowles
Beecher en 1955 quien al realizar un estudio en 1000 pacientes encon-
troacute mejoriacutea en 35 de los que recibieron el placebo El efecto contra-
rio el nocebo mucho menos estudiado que el placebo consiste en que
aunque el faacutermaco o procedimiento aplicado sea inerte o carezca de
efectividad hay casos donde se presentan consecuencias dantildeinas o des-
agradables muy reales a nivel bioquiacutemico fisioloacutegico emocional y
cognitivo
Seguacuten el Dr Morton Tavel de la Escuela de Medicina de la Univer-
sidad de Indiana en Indianaacutepolis ldquoEl efecto placebo se define como
cualquier mejora de los siacutentomas o indicios tras una intervencioacuten fiacutesi-
camente inerte Sus efectos son especialmente intensos en el alivio de
siacutentomas subjetivos tales como el dolor la fatiga y la depresioacuten Pre-
sente en un intervalo variable en todos los encuentros terapeacuteuticos se
intensifica por el contacto manual y una comunicacioacuten verbal cercana
entre quien aplica los cuidados y quien los recibe Asiacute puede usarse en
beneficio de los pacientes pero tambieacuten proporciona una viacutea ancha para
ldquosanadoresrdquo inescrupulosos de todo tipo (hellip) Mucho menos estudiado
el ldquoefecto nocebordquo define respuestas negativas a las intervenciones con
placebos Este uacuteltimo efecto puede llegar a ser muy intenso y posi-
blemente sea la causa de muchos trastornos a los que se atribuye un
origen psiacutequicordquo (The American Journal of Medicine (2014) 127 484-
488 Versioacuten en espantildeol en wwwgeocitieswsrationalisetica-
placebobueno-malo-feobueno-malo-feopdf )
Para evitar los posibles efectos de la sugestioacuten tanto del paciente
como de la persona que evaluacutea los resultados en la actualidad los ensa-
yos cliacutenicos rigurosos se realizan de forma aleatoria a la ciega o doble
ciegos La idea baacutesica es que los tratamientos son asignados al azar a
los sujetos de investigacioacuten con el fin de que los diferentes grupos sean
equivalentes desde el punto de vista estadiacutestico En un ensayo a la cie-
ga los pacientes no saben si han recibido el faacutermaco activo o el placebo
en un estudio doble ciego quienes aplican el tratamiento tampoco lo
saben En algunos casos se considera incluso el estudio triple ciego
donde ademaacutes el investigador o el estadiacutestico que analiza los datos no
sabe a cuaacutel grupo pertenece cada paciente
Resultados experimentales recientes sugieren que muchas terapias
que alegan ldquosanarrdquo o curar alguna dolencia aunque carecen de eviden-
cia cientiacutefica lo que hacen en realidad es activar en el cerebro procesos
quiacutemicos capaces de tranquilizar al paciente y sedar el dolor
De esa manera la supuesta lsquoterapiarsquo proporciona un alivio pasajero
al sujeto o quizaacutes una breve sensacioacuten de bienestar similar a la que
producen algunos faacutermacos El mecanismo no funciona de la misma
forma en todas las personas y desde luego esas terapias podraacuten aliviar
el dolor pero seraacuten incapaces de curar realmente la enfermedad Esto
uacuteltimo representa un grave riesgo para la salud del paciente cuando la
dolencia es progresiva y no es identificada a tiempo a causa de la iluso-
ria terapia
En 2005 la revista cientiacutefica The Journal of Neuroscience (vol 25
No 34) reportoacute un estudio realizado aplicando teacutecnicas de la reciente
tomografiacutea de emisioacuten de positrones (TEP) y de formacioacuten de imaacutegenes
por resonancia magneacutetica (IRM) de forma conjunta (figura 81) Se
analizoacute el cerebro de 14 hombres joacutevenes sanos a los que se les inyectoacute
en la mandiacutebula una disolucioacuten salina concentrada muy dolorosa Las
edades oscilaban entre 20 y 30 antildeos para descartar el posible efecto de
dolores croacutenicos trastornos del estado de aacutenimo o variaciones hormo-
nales que tambieacuten pueden afectar el sistema de endorfinas Estas sus-
tancias son generadas por el propio organismo en respuesta a determi-
nados estiacutemulos externos Son capaces de unirse a los denominados
receptores μ-opiaacuteceos en el cerebro ceacutelulas nerviosas especializadas en
transformar sentildeales fisicoquiacutemicas a impulsos eleacutectricos para anular la
transmisioacuten de las sentildeales de dolor La heroiacutena morfina metadona y
otros narcoacuteticos calman el dolor actuando de manera similar
Figura 81 Imaacutegenes combinadas de Resonancia Magneacutetica IRM +
Tomografiacutea de emisioacuten de positrones TEP En el idioma original DA-
Cing dorsal anterior cingulate RACing rostral anterior cingulate
MPFC medial prefrontal cortex DLPFC dorso lateral prefrontal cor-
tex Nacc nucleus accumbens Tha medial thalamus Amy right amig-
dala Ins insular cortex En el recuadro superior a la derecha se muestra
un mapa de la distribucioacuten de receptores μ-opiodes en el cerebro The
Journal of Neuroscience August 24 2005 25(34)7754 ndash7762
Durante el proceso los cerebros de los voluntarios fueron escaneados
usando la TEP que permite detectar la actividad de los μ-opioides en-
doacutegenos en el cerebro Esta teacutecnica utiliza pequentildeas dosis de carfenta-
nil un producto unido a un isoacutetopo de carbono radiactivo de corto pe-
riacuteodo de desintegracioacuten que al desintegrarse libera partiacuteculas subatoacutemi-
cas conocidas como positrones y rayos gamma Estos uacuteltimos se detec-
tan con un escaacutener y se registran digitalmente El carfentanil compite
con los μ-opioides para ocupar un lugar en los receptores de las ceacutelulas
nerviosas Mientras maacutes deacutebil sea la actividad del carfentanil y la co-
rrespondiente sentildeal positroacutenica en una regioacuten del cerebro mayor seraacute la
actividad de los μ-opiaacuteceos y viceversa lo que permite obtener la ima-
gen de lo que sucede en el cerebro
Una vez inyectada la disolucioacuten salina a los voluntarios se les su-
ministroacute cada 4 minutos una inyeccioacuten intravenosa de un supuesto cal-
mante -en realidad un placebo inerte- dicieacutendoles que podriacutea aliviarles
el dolor y se les pidioacute que cada 15 segundos calificaran la intensidad de
sus sensaciones dolorosas en una escala de 0 a 100 A continuacioacuten se
incrementoacute lentamente la concentracioacuten inyectada en la mandiacutebula con
el fin de mantener a los participantes con un mismo iacutendice de dolor
mientras el escaneo proseguiacutea
Todos los sujetos mostraron un aumento de la activacioacuten de su sis-
tema de endorfinas despueacutes de que se les administroacute el placebo La
cantidad de disolucioacuten salina adicional que se necesitoacute para mantener la
misma sensacioacuten de dolor fue en aumento indicando claramente una
reduccioacuten en la sensibilidad al dolor de la que el sujeto no teniacutea cono-
cimiento
Las imaacutegenes obtenidas por IMR del cerebro de los voluntarios se
compararon con sus sensaciones de dolor y con las imaacutegenes TEP lo-
graacutendose determinar con precisioacuten cuaacuteles fueron las regiones del cere-
bro que se activaron durante el experimento y en queacute momento lo hi-
cieron La figura 81 se compuso utilizando ambas teacutecnicas de escaneo
(IRM y TEP) la parte superior muestra la accioacuten de los μ-opioides
cuando los voluntarios experimentaban dolor mientras que en la infe-
rior aparece lo que ocurrioacute cuando pensaban que estaban recibiendo el
calmante (en realidad el placebo inerte) La actividad cerebral reflejoacute
perfectamente los cambios en la intensidad del dolor que los participan-
tes dijeron sentir
Estudios previos ya habiacutean demostrado que el cerebro reacciona li-
berando endorfinas cuando las personas reciben alguacuten tratamiento si-
mulado contra el dolor El fenoacutemeno (efecto placebo) es bien conocido
desde los antildeos 50 y es forzoso tomarlo en cuenta al realizar ensayos
183
cliacutenicos con nuevas terapias o medicamentos Sin embargo el estudio
realizado en Michigan es el primero en asociar el efecto placebo a un
mecanismo quiacutemico especiacutefico en el cerebro Y proporciona una posi-
ble explicacioacuten soacutelidamente argumentada a la pregunta de por queacute
tantas personas alegan recibir alivio de terapias y remedios que no apor-
tan alguacuten beneficio fiacutesico real ldquoHemos podido comprobar que el siste-
ma de endorfinas de los sujetos analizados se activoacute en las esferas del
cerebro relacionadas con el dolor y que ocurrioacute un aumento de la acti-
vidad cuando se les dijo que estaban recibiendo un supuesto calmante
Cuando eso ocurrioacute ellos dijeron sentir menos dolor La relacioacuten mente-
cuerpo es muy clarardquo (Zubieta et al 2005)
No todos mostraron similar sensibilidad al placebo Nueve de los
participantes fueron clasificados como de alta respuesta al placebo ya
que habiacutea maacutes de 20 de diferencia entre los resultados con y sin pla-
cebo en otras palabras el efecto placebo era fuerte Los otros cinco
fueron clasificados como de baja respuesta
Obviamente se necesitaraacuten muchos maacutes experimentos con diversas
condiciones y sujetos para tener una visioacuten completa del fenoacutemeno
Pero estos resultados indican de forma incontrovertible que la sugestioacuten
juega un papel primordial en las pseudoterapias que carecen de una
soacutelida base experimental El solo hecho de que el sujeto crea que se estaacute
aplicando una cura efectiva es suficiente para activar el mecanismo de
los μ-opioides y hacer que este se sienta mejor El experimento tambieacuten
explica por queacute estos procedimientos no funcionan de la misma manera
en todas las personas
Maacutes recientemente en octubre de 2009 la revista Science publicoacute
un reporte del departamento de Neurociencias de la Universidad Meacutedi-
ca de Hamburgo en el que describiacutea los resultados de un estudio me-
diante resonancia magneacutetica funcional de alta resolucioacuten (Figura 82)
Su objetivo era comprobar la hipoacutetesis de que las respuestas asociadas a
las estimulaciones dolorosas que afectan los niveles de oxiacutegeno en la
sangre de la meacutedula cervical humana se reducen con la aplicacioacuten de un
placebo Como resultado se encontroacute que el nivel de oxiacutegeno en la
sangre en el grupo de ensayo se redujo significativamente en compara-
cioacuten con el grupo de control Los autores consideran que este resultado
abre nuevas viacuteas para confirmar la efectividad de diferentes tratamien-
tos en diversos tipos de dolor incluyendo el croacutenico
184
Figura 82 Estudio del efecto placebo en imaacutegenes de
RMN de la espina dorsal (Science vol 326 p404 2009)
La cienciahellip y lo que no lo es
Los resultados cientiacuteficos no siempre son ciento por ciento co-
rrectos La ciencia avanza por aproximaciones a la realidad y la
gran mayoriacutea de las veces los resultados de cualquier investiga-
cioacuten son perfectibles En ocasiones ocurre que alguacuten experimen-
to realizado aparentemente con todas las exigencias del caso
proporciona resultados que no pueden ser reproducidos por otros
La mayoriacutea de las veces es porque se obvioacute algo que no se podiacutea
obviar Y en unos pocos casos se comete fraude a sabiendas No
son muchos pero los hay de todo hay en la vintildea del Sentildeor como
dice el dicho En cualquier caso el falso resultado se desecha y
el avance hacia nuevos conocimientos continuacutea sin mayores con-
tratiempos
En esta seccioacuten se analizan brevemente otros lsquoestudiosrsquo que
en realidad no corresponden a resultados cientiacuteficos No son
aproximaciones a la realidad pues se reducen a exponer afirma-
ciones ilusorias sin evidencias experimentales que las corrobo-
ren No es tarea de la ciencia demostrar que tales aseveraciones
son erroacuteneas La responsabilidad de mostrar evidencias corres-
ponde a quien propone lo novedoso no al resto del mundo como
a veces algunos ponentes piensan acerca de sus proposiciones
En la ciencia cada afirmacioacuten debe estar sustentada por la
evidencia experimental rigurosa las afirmaciones no basadas en
evidencias no pueden catalogarse como ciencia Cuando contra
viento y marea algunos tratan de dar explicacioacuten a proposiciones
no demostradas no es raro que a falta de explicacioacuten cientiacutefica
deriven hacia la preacutedica de alguacuten tipo de magia miacutestica a veces
disimulada a veces patente tratando de presentarla como cien-
cia Para ello mezclan palabras de la jerga cientiacutefica al azar sin
venir al caso inventadas a veces y sin un sentido concreto que
refleje la realidad de lo que se desea describir
Aseveraciones de este tipo son por ejemplo que las piraacutemi-
des concentran los campos magneacuteticos (aparecioacute en un perioacutedico
nacional en la paacutegina de informacioacuten meacutedica) que la cercaniacutea a
las redes eleacutectricas comerciales produce dolores de cabeza y que
si usted le coloca una antena a una piraacutemide y se mete dentro
recibiraacute una energiacutea beneficiosa del cosmos (ambas aseveracio-
nes publicadas nada menos que en revistas meacutedicas que preferi-
mos no citar)
Hay pseudociencias que se lsquomodernizanrsquo
Hoy diacutea en pleno siglo XXI es posible encontrar personas que sin ser
meacutedicos alegan haber descubierto lsquosistemas curativosrsquo y creado ins-
trumentos y softwares que permiten diagnosticar automaacuteticamente mu-
chas enfermedades pues las afirmaciones ilusorias usualmente se van
adaptando al avance de la ciencia aunque sin perder su caraacutecter fanta-
sioso
Tambieacuten se imparten cursos internacionales de unos pocos diacuteas de
duracioacuten en los que alguacuten lsquoinspiradorsquo garantiza que sin ser tener otros
conocimientos de medicina usted puede aprender a diagnosticar mu-
chas enfermedades utilizando esos instrumentos (iquestPara queacute entonces
hace falta un meacutedico o estudiar medicina varios antildeos) Estas asevera-
ciones constituyen una abierta incitacioacuten al intrusismo y a perjudicar a
los incautos mediante falsos diagnoacutesticos
A veces tanto los sistemas curativos como los instrumentos promo-
vidos no son maacutes que plagios de meacutetodos ya descalificados con anterio-
ridad Un ejemplo muy ilustrativo es el sistema de electrodiagnoacutestico de
Reinhold Voll un meacutedico alemaacuten que se dedicaba a la acupuntura en la
deacutecada de los 50 del siglo pasado En 1958 Voll combinoacute arbitraria-
mente la acupuntura con mediciones de la conductividad eleacutectrica en la
piel y supuestos lsquocanales energeacuteticosrsquo inexistentes para crear su primer
instrumento de diagnoacutestico el Dermatroacuten que se muestra en la figura
83(A) El instrumento incluiacutea una punta de prueba que se aplicaba en la
piel e indicadores de aguja -la tecnologiacutea accesible en la eacutepoca- para
medir corrientes y voltajes asociando ilusoriamente los resultados de
las mediciones en los puntos de acupuntura a diversas enfermedades
186
En la actualidad estaacute perfectamente claro que independientemente
de que no hay justificacioacuten para esos procedimientos el resultado de las
mediciones de Voll depende de factores totalmente ajenos a sus postu-
lados como por ejemplo la fuerza con que se aplica la punta de prueba
o el grado de humedad de la piel en el momento de la medicioacuten
Con posterioridad aparecieron muchos imitadores y equipos de todo
tipo En la figura 83 (B) se muestra uno de estos equipos adaptado a
las teacutecnicas modernas de medicioacuten Los antiguos indicadores de aguja
han sido sustituidos por una computadora y un software que supuesta-
mente diagnostica la enfermedad de forma automaacutetica A pesar de la
nueva indumentaria la falta de fundamento cientiacutefico es exactamente la
misma de hace casi 60 antildeos
Figura 83 Equipo de electrodiagnoacutestico de Voll (a) Mo-
delo original b) Modelo actualizado por alguno de sus
imitadores La ausencia de fundamento cientiacutefico es la
misma en ambos casos
Hace mucho que el meacutetodo de Voll fue declarado fraudulento en Es-
tados Unidos En un artiacuteculo que se puede consultar en
wwwquackwatchcom01QuackeryRelatedTopicselectrohtml
Stephen Barret (2012) expresa ldquoLos dispositivos descritos (hellip) se
usan para diagnosticar problemas de salud inexistentes seleccionar
tratamientos inapropiados y defraudar a las compantildeiacuteas de seguros Los
practicantes que los usan son o ilusorios o deshonestos o ambas cosas
Estos dispositivos debieran ser confiscados y los practicantes que los
usan llevados a juicio Si usted se encuentra con uno de estos dispositi-
vos por favor repoacutertelo al fiscal general del estado a cualquier buroacute de
licencias a la FDA la FTC el FBI el lsquoBetter Bussines Bureaursquo o cual-
quier compantildeiacutea de seguros a la cual el practicante enviacutee los reclamos
que involucran el uso de este dispositivordquo
Las afirmaciones que pretenden ser cientiacuteficas pero que no lo son
realmente ya que no se derivan de experimentos o ensayos cliacutenicos
rigurosos y no han sido sometidas a la criacutetica internacional se califican
en lo general como pseudociencia
En toda pseudociencia es usual encontrar una sutil apropiacioacuten de
teacuterminos cientiacuteficos conocidos que designan de forma tergiversada
supuestos objetos o fenoacutemenos cuya existencia ni siquiera estaacute compro-
bada De esa manera se trata de dar apariencia cientiacutefica a lo que no lo
es presentando las creencias como si fueran evidencias Algunos pien-
san que este comportamiento engantildeoso no siempre se hace a propoacutesito o
conscientemente sino por desconocimiento acerca de la ciencia y su
metodologiacutea Sin embargo resulta muy dudoso tal derroche de ingenui-
dad cuando la mayoriacutea de las veces la praacutectica de esta lsquoterapiarsquo estaacute
asociada a un obvio aacutenimo de lucro Otras veces aunque no hay benefi-
cios econoacutemicos inmediatos el objetivo principal es intentar ganar pres-
tigio y reconocimiento social a como deacute lugar y con muy poco esfuerzo
Resulta praacutecticamente imposible encontrar a un pseudocientiacutefico ba-
sando sus afirmaciones en una revisioacuten bibliograacutefica de artiacuteculos cientiacute-
ficos publicados en revistas arbitradas Y si hay referencias son de cliacute-
nicas privadas de dudosa reputacioacuten o de sitios maacutegicos y esoteacutericos en
la WEB no respaldados por institucioacuten alguna
Cuando esas nociones erroacuteneas se popularizan en determinados
ciacuterculos se crea una especie de subcultura marginal pseudocientiacutefica
que pretende ser ciencia sin aplicar sus meacutetodos Dentro de estos ciacutercu-
los se llevan a cabo lsquocongresos cientiacuteficosrsquo que de ciencia nada tienen
se organizan cursos de postgrado e incluso se otorgan tiacutetulos Se crea asiacute
una especie de comedia de absurdos que lo seriacutea realmente si todo el
asunto no concluyera en perjuicio de los pacientes
En la Internet suelen aparecer reportes de personas que alegan haber
recibido dantildeos por sustituir la medicina convencional por alguna terapia
alternativa no demostrada Y dado el caraacutecter marginal de estos proce-
dimientos es posible inferir razonablemente que la mayoriacutea de estos
dantildeos queden sin registrar pues las estadiacutesticas pseudocientiacuteficas sim-
plemente no existen
iquestQueacute es la pseudociencia
En el Oxford American Dictionary aparece una definicioacuten breve y pre-
cisa Pseudociencia es cualquier conjunto de conocimientos meacutetodos
creencias o praacutecticas que alegando ser cientiacuteficas en realidad no se
rigen por el meacutetodo cientiacutefico La figura 84 muestra el esquema baacutesico
del meacutetodo cientiacutefico en las ciencias naturales y otras afines Cuando se
tiene nocioacuten de un determinado fenoacutemeno (observacioacuten) usualmente se
establece una suposicioacuten razonada acerca de por queacute ocurre y cuaacuteles son
sus causas (hipoacutetesis) Es necesario entonces repetir el fenoacutemeno (o
parte de eacutel) controladamente (experimentacioacuten) con el fin de evitar la
interferencia de agentes ajenos que afecten lo que se desea estudiar y
asiacute poder obtener valores numeacutericos confiables y reproducibles
Figura 84 Esquema del meacutetodo cientiacutefico
El vocablo controladamente tiene importancia primordial Es nece-
sario controlar todos los factores que pueden afectar el resultado para
llegar a conocer si lo que se supuso inicialmente es cierto o no ya que
alguacuten otro factor no tomado en cuenta podriacutea ser el responsable del
resultado observado (Y no se obtendriacutea un resultado confiable del ex-
perimento en cuestioacuten) Por otra parte si los resultados de un experi-
mento no son reproducibles en otros laboratorios por otros operadores
y utilizando otro instrumental no se podraacute afirmar absolutamente nada
de los resultados obtenidos Significa que el resultado particular obteni-
do fue si no erroacuteneo cuando maacutes casual Es un indicio de que el expe-
rimento no fue controlado lo suficiente y hubo factores ajenos no iden-
tificados que afectaron el resultado
Una vez que se tiene el resultado de un experimento -que puede
confirmar o negar la hipoacutetesis- es necesario buscar alguna explicacioacuten
189
racional apoyada en los conocimientos previos que se poseen (teoriacutea)
Y cuando se posee una teoriacutea a partir de esta siempre es posible tratar
de predecir lo que ocurriraacute en alguna otra situacioacuten parecida e idear
alguacuten otro experimento que serviraacute de comprobacioacuten al anterior y tam-
bieacuten a la teoriacutea -de ahiacute la flecha curva en el esquema de la figura 84-
De esta manera se establece una interaccioacuten continua entre teoriacutea y
experimento que constituye sin lugar a dudas el nuacutecleo esencial y fuer-
za motriz del meacutetodo cientiacutefico
Asociada a esta interaccioacuten hay todo un proceso de divulgacioacuten in-
ternacional de resultados a traveacutes de publicaciones en revistas cientiacutefi-
cas arbitradas criacuteticas errores y rectificaciones Y puede ocurrir que
teoriacuteas muy bien establecidas deban ser reformadas al detectarse alguacuten
nuevo fenoacutemeno que la teoriacutea existente no es capaz de explicar satisfac-
toriamente
Cuando la teoriacutea se hace suficientemente amplia y soacutelida cuando es
capaz de dar explicacioacuten a gran cantidad de fenoacutemenos y relaciones de
causa-efecto y tambieacuten de rebatir racionalmente cualquier criacutetica se
llega a la ley Las leyes tampoco son eternas Muchas veces se hace
necesario generalizarlas para lograr explicar fenoacutemenos no detectados
hasta el momento Hay muchiacutesimas leyes fiacutesicas quiacutemicas bioloacutegicas y
tambieacuten econoacutemicas y de otras ciencias todas provienen del proceso
que se acaba de describir
En realidad la afirmacioacuten anterior no se ajusta estrictamente a la
verdad pues en algunas ciencias es materialmente imposible llevar a
cabo experimentos controlados en relacioacuten con un fenoacutemeno determi-
nado Asiacute ocurre por ejemplo en la arqueologiacutea la geologiacutea la astro-
nomiacutea y en las ciencias sociales cuyos meacutetodos de anaacutelisis e investiga-
cioacuten no se ajustan exactamente al esquema de la figura 84 No obstante
en esos casos la observacioacuten precisa y reproducible sustituye al expe-
rimento y las teoriacuteas solo se consideran vaacutelidas cuando
a) Son capaces de asociar racionalmente muchos hechos en aparien-
cia independientes y b) Logran predecir la existencia de relaciones y
fenoacutemenos no detectados hasta el momento
En el campo de la medicina el meacutetodo cientiacutefico y los experimentos
van de la mano de los ensayos cliacutenicos La Organizacioacuten Panamericana
de la Salud oficina regional de la Organizacioacuten Mundial de la Salud
publicoacute en 2010 la versioacuten en espantildeol del libro divulgativo de libre ac-
ceso en la WEB lsquoCoacutemo se prueban los tratamientosrsquo dirigido tanto a
pacientes como al personal de salud Escrito en lenguaje popular
describe en forma amena una serie de conceptos baacutesicos referentes a los
ensayos cliacutenicos junto a los requerimientos miacutenimos que se deben cum-
plir para realizar cualquier investigacioacuten en el campo de la medicina
mostrando numerosos ejemplos reales para ilustrar sus aseveraciones
En algunos paiacuteses de Latinoameacuterica se ha comenzado a considerar
con mayor detenimiento la promocioacuten de la cultura cientiacutefica entre la
poblacioacuten En 2012 las sociedades cubanas de Matemaacutetica y Compu-
tacioacuten Fiacutesica y Quiacutemica a las que despueacutes se sumaron la de Bioinge-
nieriacutea y la de Oncologiacutea Radioterapia y Medicina Nuclear emitieron
una declaracioacuten enfatizando la necesidad de promover el meacutetodo cientiacute-
fico En una de sus partes aparece
ldquoLas sociedades cientiacuteficas firmantes sostenemos que aunque toda
persona puede utilizar los medios que estime convenientes para mejo-
rar su salud y bienestar las instituciones oficiales soacutelo deberiacutean patro-
cinar financiar invertir recursos del estado o respaldar de cualquier
forma la reproduccioacuten a escala social de conocimientos conductas y
haacutebitos si y soacutelo si se hace evidente que estaacuten basados en el meacutetodo
cientiacuteficordquo
La declaracioacuten se encuentra accesible en wwwscquhcu~scq decla-
racion_metodo_cientificopdf Tambieacuten en httpscielosld
cuscielophpscript=sci_arttextamppid=S0864-4662013000100010
iquestCoacutemo funciona la pseudociencia
La pseudociencia se las arregla para evadir la parte esencial del meacutetodo
cientiacutefico pasando directamente de la hipoacutetesis a alguacuten punto medio
entre la teoriacutea y la ley obviando el experimento Las suposiciones de
alguacuten lsquoinspiradorsquo o lsquoiluminadorsquo y sus seguidores se convierten asiacute en
lsquoleyesrsquo sin pasar por el fino tamiz de la criacutetica internacional y la inter-
accioacuten teoriacutea-experimento Pero estas suposiciones al hacer abundante
uso de la terminologiacutea cientiacutefica en sus descripciones pueden engantildear
faacutecilmente a cualquiera no familiarizado con el quehacer cientiacutefico (fi-
gura 85)
En el terreno de la pseudociencia la experimentacioacuten casi siempre se
omite a lo maacutes tiene caraacutecter anecdoacutetico y se toma alguna hipoacutetesis
como una verdad absoluta que no admite dudas ni impugnaciones Mu-
chas veces el lsquoiluminadorsquo de turno es alguien que no posee entrena-
miento en la ciencia y ni siquiera conoce la existencia del meacutetodo cien-
tiacutefico Y es frecuente que tome las criacuteticas a lsquosursquo meacutetodo -cualquiera
que este sea- como un ataque personal Quienes los critican se convier-
ten asiacute en lsquoagentes de las transnacionalesrsquo que quieren impedir la difu-
sioacuten de lsquoun procedimiento efectivo y de bajo costo que sirva para ayu-
dar a las multitudes de necesitados en el tercer mundorsquo
Figura 85 Esquema de la deformacioacuten pseudocientiacutefica
Cuando la pseudociencia pertenece al campo de la medicina muchas
veces el predicador de la terapia ni siquiera es meacutedico -lo que no parece
amilanar a sus entusiastas seguidores- El autor ha tenido la oportunidad
de conocer o leer escritos de geoacutegrafos fiacutesicos quiacutemicos ingenieros
profesores de secundaria periodistas veterinarios enfermeros psicoacutelo-
gos y filoacutesofos que pretenden ser especialistas con capacidad de diag-
nosticar o ser catedraacuteticos de temas meacutedicos sin poseer el correspon-
diente tiacutetulo universitario que los faculte para ello
Otras veces se llevan a cabo unos pocos experimentos mal disentildeados
y se propone una teoriacutea desligada del experimento Y cuando hay resul-
tados experimentales aparentemente favorables no son reproducibles
Una caracteriacutestica adicional es que quienes favorecen las terapias no
demostradas en muy raras ocasiones mencionan el efecto placebo para
ellos simplemente no existe
Como el motor de avance de la ciencia es precisamente la prueba y
el error la criacutetica y la interaccioacuten teoriacutea-experimento la pseudociencia
no tiene forma de avanzar Sus leyes y teoriacuteas estaacuten siempre dadas de
una vez y para siempre La tabla 81 resume algunas caracteriacutesticas que
pueden ayudar al lector a distinguir la pseudociencia de una verdadera
proposicioacuten cientiacutefica
TABLA 81
Comparacioacuten entre ciencia y pseudociencia
Ciencia Pseudociencia
1
Incluye resultados favorables y desfavorables Analiza argumen-tos a favor y en contra Es esceacutepti-ca Duda continuamente de sus propios logros
Solo toma en cuenta los resultados favorables Cierra los ojos a la evidencia contraria Es creacutedula No duda
2 La criacutetica es su forma normal de progresar
Cuando se la criacutetica usualmente sus promotores lo asumen como un ataque personal
3 La mayoriacutea de las referencias provienen de revistas internacio-nales arbitradas bien reconocidas
No hay referencias o provienen de libros congresos o incluso de revistas usualmente del mismo ciacuterculo pseudocientiacutefico
4 Utiliza conceptos y magnitudes bien definidas para describir y analizar los fenoacutemenos
Usa sus propios vagos conceptos mezclaacutendolos con conceptos de la ciencia
5 Siempre hay resultados experi-mentales reproducibilidad y esta-diacutesticas
Se satisface con ejemplos anecdoacute-ticos aislados Si hay experimen-tos estaacuten mal disentildeados
6
Trata de encontrar mecanismos que expliquen los hechos basaacuten-dose en los experimentos y el conocimiento cientiacutefico anterior
No propone mecanismos Cuando lo hace no se basa en el conoci-miento cientiacutefico previo sino que los inventa de la nada
7 No depende para nada de la opi-nioacuten de ldquopersonalidadesrdquo
Busca la aprobacioacuten de ldquopersona-lidadesrdquo individuales casi siempre ajenas al campo especiacutefico de que se trate
8
Los conceptos cambian y mejoran para ajustarse a los nuevos avan-ces con la contribucioacuten de mu-chos
Defiende ideas preconcebidas e invariables usualmente ldquodescu-biertasrdquo por una sola persona a veces con trasfondo religioso
9 Raacutepida difusioacuten y aplicacioacuten ma-siva de los nuevos descubrimien-tos praacutecticos
Sus ideas no progresan porque ldquolas grandes compantildeiacuteas perderiacutean dinero si se aceptanrdquo
10 Siempre toma en cuenta el efecto placebo (terapias y medicamen-tos)
El efecto placebo nunca se men-ciona
Tomada de la Revista Elementos 69 31-35 2008
193
Existen tres razones fundamentales para denunciar y condenar
la pseudociencia
1 Es falsa Toda pseudociencia predica nociones contrarias a las esta-
blecidas soacutelidamente por la ciencia y que se imparten cotidianamen-
te en las aulas de cualquier universidad aunque se debe mencionar
que en la actualidad hay pseudociencias como la homeopatiacutea que
han logrado infiltrarse en cursos de verano y de postgrado en algu-
nas universidades puacuteblicas espantildeolas y de otros paiacuteses Esto incluso
a pesar de las reiteradas denuncias de muchos profesores que alegan
el predominio de criterios econoacutemicos sobre los acadeacutemicos y de
que en paiacuteses como los EEUU ya estaacute expresamente prohibida su
comercializacioacuten por carecer de evidencias cientiacuteficas
(httpswwwftcgovsystemfilesdocumentspublic_statements996
984p114505_otc_homeopathic_drug_enforcement_policy_statemen
tpdf)
2 Constituye una peacuterdida de tiempo esfuerzo recursos y algo similar
a lo que los economistas llaman ldquocosto de oportunidadrdquo Es decir no
solo se pierde lo dicho anteriormente tambieacuten se pierde lo que se
pudiera haber ganado de emplear esos recursos y esfuerzos en algo
verdaderamente productivo
3 Cuando la pseudociencia estaacute ligada a una falsa terapia el posible
perjuicio para el paciente siempre estaacute presente ya bien sea por cau-
sa directa o bien porque este no logre atender a tiempo su dolencia
al entretenerse con la ilusoria terapia sin someterse a un tratamiento
realmente eficaz Es posible encontrar muacuteltiples ejemplo de dantildeos
graves a pacientes en la prensa internacional
Pseudociencia magneacutetica contemporaacutenea
Los criterios acerca de que los campos magneacuteticos estaacuteticos producidos
por imanes permanentes incrementan la circulacioacuten reducen la infla-
macioacuten o el dolor y aceleran la cura de las lesiones son por lo general
simplistas e ingenuos y no estaacuten apoyados por el peso de la evidencia
experimental Por otra parte aunque real el efecto de los campos elec-
tromagneacuteticos de baja frecuencia sobre los tejidos es bastante complejo
Al parecer su efectividad variacutea apreciablemente de un tejido a otro
194
depende marcadamente de la intensidad y frecuencia de la sentildeal aplica-
da y tambieacuten del tiempo de tratamiento Ver por ejemplo el artiacuteculo
de revisioacuten de Funk et al 2009 con 400 referencias que no ofrece
conclusiones definitivas
A pesar de que la mayoriacutea de las investigaciones recientes negando
la efectividad de muchas de estas terapias son muy rigurosas auacuten es
posible encontrar cliacutenicas estatales donde se aplican imanes con relativa
frecuencia Y cuando usted trata de explicar a los promotores que ese
procedimiento es falso carece de fundamento cientiacutefico y es totalmente
inocuo la respuesta usual es que ldquoestaacute autorizadordquo sin otro argumento
cientiacutefico (Desde luego iquestQueacute van a argumentar)
Tambieacuten es posible encontrar afirmaciones engantildeosas en diversos
medios de comunicacioacuten Algunas maacutes que pseudociencia son timos
Por ejemplo referencias vagas acerca de la efectividad del tratamiento
propuesto ldquocientiacuteficos destacados concuerdan en que los imanes uni-
polares son superiores a los bipolaresrdquo En primer lugar los imanes
unipolares no existen Todo imaacuten tiene dos polos imposibles de sepa-
rar En segundo lugar nunca se especifica quieacutenes son los lsquocientiacuteficos
destacadosrsquo
Otra compantildeiacutea previene al consumidor acerca del abuso de la medi-
cina convencional y de que los imanes no producen efectos colaterales
pues son ldquotan naturales como la naturalezardquo lo cual puede ser cierto
Quizaacutes no produzcan efectos colateraleshellip ni tampoco el deseado efec-
to curativo Otras promociones afirman que en diversas universidades
se ha demostrado que los imanes permanentes incrementan el flujo
sanguiacuteneo lo cual es totalmente falso como se analizoacute anteriormente
Tambieacuten aparecen supuestas investigaciones favorables donde el efec-
to placebo ni siquiera se menciona
En los EEUU tanto los jueces como diferentes agencias del go-
bierno no dan respiro a los magnetoterapeutas El 7 de septiembre de
1999 la Comisioacuten Federal de Comercio (Federal Trade Commission
FTC) presentoacute una demanda contra la corporacioacuten iexclPain Stops Here
Inc por promover productos para magnetoterapia que incluiacutean agua
magnetizada de polo sur bipolar y colchonetas magneacuteticas Los promo-
tores alegaban que el campo magneacutetico penetra profundamente en la
piel para energizar y oxigenar la sangre y que el tratamiento mejoraba
una serie de dolencias en diversos oacuterganos La FTC calificoacute de falsas
las supuestas virtudes curativas y envioacute el asunto a los tribunales
(httpwwwftcgovos19999906painagrhtm)
El 8 de agosto de 2000 el Consumer Justice Center una entidad pri-
vada de defensa del consumidor en California entabloacute una demanda
contra la cadena de tiendas Florsheim y la tienda Shoe Emporium Es-
tas tiendas promoviacutean zapatos magneacuteticos que ldquocorregiacutean las deficien-
cias magneacuteticas mejoraban la circulacioacuten reduciacutean la fatiga en las
piernas y proveiacutean de un alivio natural para los dolores mejorando la
energiacuteardquo Unos pocos diacuteas despueacutes de presentada la demanda la Flors-
heim retiroacute los controvertidos anuncios
En septiembre de 2002 el Fiscal General de California entabloacute pleito
contra unos fabricantes de colchones magneacuteticos que supuestamente
beneficiaban unos 50 padecimientos diferentes Los precios de los col-
chones oscilaban entre 1 100 y 1 800 USD La demanda pediacutea multas
millonarias contra los 5 integrantes de la empresa European Health
Concepts Inc junto al reembolso del dinero a los consumidores
(httpcaagstatecausnewsalerts200202-105pdf) Algo similar ocu-
rrioacute con la Magnetic Therapeutic Technologies (httpwwwftcgovos
19999906magneticagrhtm)
Tambieacuten en 2002 en el mes de abril la FTC entabloacute una demanda
contra TechnoBrandsInc por razones similares en este caso la venta
de una coleccioacuten de imanes para combatir el dolor en cualquier lugar
del cuerpo
La prensa supuestamente formal tampoco escapa a los tentaacuteculos de
la pseudociencia Asiacute por ejemplo en abril de 2010 un perioacutedico local
publicoacute el artiacuteculo ldquoOndas Magneacuteticas y su Aplicacioacuten en la Medicinardquo
consistente en una mezcla de gran cantidad de afirmaciones pseudocien-
tiacuteficas junto a algunas gotas de realidad Alliacute se podiacutea leer entre otros
muchos absurdos que el magnetismo incrementa la circulacioacuten de la
sangre (a pesar de la evidencia contraria proporcionada por los miles de
pacientes sometidos diariamente a estudios de resonancia magneacutetica sin
efectos colaterales) y tambieacuten que las piraacutemides se construyeronhellip iexclpa-
ra aplicar campos magneacuteticos
Otra modalidad pseudocientiacutefica es afirmar todo lo contrario que la
radiacioacuten electromagneacutetica no es siempre beneacutefica sino dantildeina Se
exageran al maacuteximo los posibles efectos perniciosos de las radiaciones
generadas por las liacuteneas de transmisioacuten de alto voltaje u otros equipos
Una variante adicional es que existe mucha especulacioacuten acerca de
si los cambios que tienen lugar en el campo geomagneacutetico de nuestro
planeta asociados a las erupciones solares tambieacuten pueden afectar los
sistemas bioloacutegicos en la superficie terrestre Por el momento no hay
resultados definitivos Un reporte publicado en el Astronomical amp As-
trophysical Transactions vol 19 Issue 1 del 2000 bajo el tiacutetulo ldquoCon-
firmacioacuten experimental del efecto bioefectivo de las tormentas magneacute-
ticasrdquo fundamenta sus resultados en la aplicacioacuten del fraudulento elec-
trodiagnoacutestico de Voll ya mencionado lo que reduce a cero su valor
Se ha sugerido la posibilidad de que los protones de muy alta energiacutea
provenientes del Sol puedan causar dosis elevadas de radiacioacuten en los
aviones a grandes alturas sobre todo cuando pasan cerca del ciacuterculo
polar pero aparte de las especulaciones no fue posible encontrar repor-
tes experimentales concretos sobre el tema
En resumen la evidencia acumulada hasta el momento demuestra
que los campos magneacuteticos alternos de muy baja frecuencia pudieran
ser una herramienta uacutetil en el tratamiento terapeacuteutico de diversas afec-
ciones siempre que se demuestre que proporcionan maacutes beneficio que
dantildeos Seraacute necesario tomar en cuenta en cada caso particular la fre-
cuencia e intensidad de la sentildeal aplicada y la duracioacuten del tratamiento
ya que pueden ser factores muy importantes que hay que controlar para
garantizar la efectividad en uno u otro sentido
No puede decirse lo mismo de la aplicacioacuten de campos estaacuteticos
mediante imanes permanentes o bobinas de corriente continua En la
medida en que avanza la investigacioacuten cientiacutefica en cualquier rama de
la ciencia van apareciendo evidencias cada vez maacutes contundentes acer-
ca de las propiedades del fenoacutemeno estudiado que a su vez dan origen
a nuevas interrogantes Sin embargo en lo que se refiere a la aplicacioacuten
terapeacuteutica de los imanes permanentes la evidencia no ha aparecido
auacuten todo estaacute exactamente igual a pesar de los miles y miles de ensa-
yos y los cientos de antildeos transcurridos desde los tiempos de Elisha
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En la actualidad en la prensa internet y otros medios de comunicacioacuten proliferan afirmaciones sobre los campos magneacuteticos y electromagneacuteticos que carecen de fundamento cientiacutefico muchas de las cuales con argumentos que no se ajustan a la realidad soacutelo se proponen publicitar y vender artiacuteculos supuestamente curativos Es de lamentar que muchas de esas falsedades sean recogidas y repetidas por otros como si fueran veriacutedicas y se lleven a la praacutectica sin que existan fundamentos para ese proceder excepto la falta de conocimientos sobre el magnetismo
En este libro se pretende mostrara queacute es realmente el magnetismo y que hay de cierto ndash y queacute de falso ndash en un cuacutemulo de proposiciones divulgadas en su nombre Ademaacutes de presentar las bases reales de los fenoacutemenos magneacuteticos maacutes importantes se citan referencias que demuestran que muchas de las supuestas ldquomaravillasrdquo magneacuteticas que algunos promocionan han sido incluso sancionadas en los tribunales por fraude y engantildeo al consumidor Asimismo junto con los fundamentos baacutesicos y el origen de las propiedades magneacuteticas se exponen aplicaciones disiacutemiles del magnetismo
Sin apartarse un aacutepice de rigor cientiacutefico necesario en la exposicioacuten del texto se ha evitado al maacuteximo el uso de vocabulario teacutecnico y expresiones analiacuteticas con el objetivo de hacerlo entendible al lector que no posea un dominio superior de la fiacutesica y la matemaacutetica Cada afirmacioacuten estaacute debidamente sustentada por imaacutegenes resuacutemenes y artiacuteculos la mayoriacutea publicados en revistas cientiacuteficas prestigiosas
EDITORIAL CIENTIacuteFICO-TEacuteCNICA
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