Campos electromagnéticos y salud pública: radares y salud humana
Los sistemas de radar detectan la presencia, dirección o rango (distancia) de un avión, un barco u otro, usualmente objetos en movimiento. Esto se realiza enviando pulsos de campos electromagnéticos (CEM) de alta frecuencia. Inventado aproximadamente hace 60 años, los sistemas de radar han sido ampliamente utilizados para la navegación, aviación, defensa nacional y el pronóstico del tiempo. Su objetivo principal es seguridad y protección individual y colectiva.
Las personas quienes viven o trabajan en forma rutinaria alrededor de radares han manifestado preocupaciones acerca de los efectos adversos a largo plazo de estos sistemas sobre la salud, incluyendo cáncer, esterilidad, cataratas y cambios en el comportamiento o desarrollo de los niños. Un ejemplo reciente ha sido el supuesto aumento de cáncer testicular en policías que usan radares portátiles de control de velocidad tipo pistola.
Es importante distinguir entre los peligros percibidos y reales que implican los radares así como comprender la base científica de los estándares internacionales y las medidas de protección usadas hoy en día.
Emisiones de CEM
Emisiones de (CEM): Usualmente los radares operan en radio frecuencias (RF) entre 300 MHz y 15 GHz. Estos generan CEM que son llamados campos de RF. Los campos de RF dentro de esta parte del espectro electromagnético se caracterizan por interactuar de modo distinto con el cuerpo humano.
Los campos de RF por debajo de 10 GHz (a 1 MHz) penetran los tejidos expuestos y producen calor debido a la absorción de energía. La profundidad de penetración depende de la frecuencia del campo y es mayor para frecuencias menores. La absorción de los campos de RF en los tejidos es medida como una Tasa de Absorción Específica (SAR) dentro una masa de tejido dada. La unidad de la Tasa de Absorción Específica es vatios por kilogramo (W/Kg.). El SAR es la cantidad utilizada para medir la “dosis” de los campos de RF aproximadamente entre 1 MHz y 10 GHz.
- Se necesita un SAR por lo menos de 4 W/kg para producir efectos adversos a la salud conocidos, en personas expuestas a los campos de RF en este rango de frecuencia.
Los campos de RF por encima de 10 GHz son absorbidos en la superficie de la piel, con muy poco energía penetrando los tejidos subyacentes. La cantidad dosimétrica básica para los campos de RF por encima de 10 GHz es la intensidad del campo medido como una densidad de potencia en vatios por metro cuadrado (W/m2) o para campos débiles en milivatios por metro cuadrado (mW/m2) o microvatios por metro cuadrado (μW/m2.)
- La exposición de campos de RF por encima de 10 GHz a densidades de energía por sobre 1000 W/ m2 se conoce que produce efectos adversos en la salud, como cataratas en los ojos y quemaduras de piel.
Exposición humana
La energía que los sistemas de radar emiten varían desde algunos millivatios (radar de control de transito que usan los policías) hasta muchos kilovatios (radares espaciales de gran alcance). Sin embargo, un número de factores reduce significativamente la exposición humana a la RF generada por los sistemas de radar, frecuentemente por un factor de al menos 100:
- Los sistemas de radar envían ondas electromagnéticas en pulsos y no continuamente. Haciendo que la potencia promedio emitida sea mucho menor que la potencia pico del pulso.
- Los radares son direccionales y la energía de RF que ellos generan esta contenida en haces que son muy estrechos y se asemejan al haz de un reflector. Los niveles de RF alejados del haz principal disminuyen rápidamente. En la mayoría de los casos, estos niveles son miles de veces más bajos que en el haz principal.
- Muchos radares tienen antenas que están rotando continuamente o variando su elevación por un movimiento de inclinación, que constantemente cambia la dirección del haz.
- Las áreas donde pueden ocurrir peligrosas exposiciones humanas normalmente son inaccesibles al personal no autorizado.
Fuentes de radar
Algunos de los tipos comunes de radares que se encuentran en la vida cotidiana son:
Los radares de control de tráfico aéreo son usados para rastrear la ubicación de un avión y para controlar su aterrizaje en los aeropuertos. Generalmente están localizados en posiciones elevadas donde el haz es inaccesible a las personas que están en el suelo. Los radares típicos de control de tráfico aéreo pueden tener potencias de pico de 100 kW o más, pero potencias promedio de algunos cientos de vatios. Bajo condiciones normales de operación, estos sistemas no plantean un peligro al público en general.
Los radares del tiempo están a menudo conjuntamente ubicados con los radares de control de tráfico aéreo en áreas remotas en los aeropuertos. Ellos operan en frecuencias más altas pero generalmente tienen potencias promedios y pico más bajas. Como en el caso de los radares de control de tráfico aéreo, bajo condiciones normales, no plantean ningún peligro al público en general.
Los radares militares son numerosos y varían desde instalaciones muy grandes, que tienen potencias pico grandes (1 MW o mayores) y potencias promedio (kW) hasta pequeños radares para control de disparo, típicamente encontrados en un avión. Los radares de grandes tamaños a menudo suscitan preocupación en las comunidades que viven en los alrededores. Sin embargo, debido a que su energía es irradiada sobre un área de gran superficie, las densidades de potencia asociadas con estos sistemas varian entre 10 y 100 W/m2 dentro de las fronteras del sitio de instalación. Afuera de las fronteras del sitio los niveles del campo de RF limite del lugar son a menudo imposibles de medir si no se utilizan equipos sofisticados. Sin embargo, los pequeños radares militares de control de disparo ubicados en los aviones pueden ser peligrosos para el personal de tierra. Estas unidades tienen potencias promedio relativamente altas (kW) y antenas de área pequeña, haciendo posible que tengan densidades de energía hasta de 10 kW/m2. Los miembros del público en general no deberían estar expuestos a estas emisiones ya que durante las pruebas en tierra de estos radares, el acceso a estas áreas está prohibido para todo el personal. Las fuerzas armadas también utilizan bastante otros tipos de radares descritos a continuación.
Los radares marítimos pueden encontrarse desde en pequeños botes de paseo hasta en enormes transatlánticos. Las potencias pico de estos sistemas pueden alcanzar hasta 30kW con potencias promedios en el rango de 1 a 25 W. Bajo condiciones normales de operaciones, con la antena rotando, la densidad promedio de potencia de los sistemas de más alta potencia dentro de un metro de la antena usualmente es menor de 10 W/m2. En áreas accesibles de la mayoría de las embarcaciones, estos niveles disminuirían a un pequeño porcentaje de los actuales estándares de exposición de RF al público.
Radares de control de velocidad son llevados portátilmente por policías en muchos países. El promedio de la potencia de salida es bastante bajo, algunos milivatios, por eso estas unidades no se consideran peligrosas para la salud, incluso aunque sean usadas muy cerca del cuerpo
Posibles efectos en la salud
La mayoría de estudios realizados hasta la fecha examinaron efectos a la salud diferentes del cáncer. Ellos probaron respuestas fisiológicas y termo-regulatorias, cambios en el comportamiento y efectos tales como la inducción de la opacidad de los lentes (cataratas) y consecuencias reproductivas adversas debido a exposiciones agudas a niveles relativamente altos de campos de RF. Existe también un número de estudios que reportan efectos no térmicos, en los cuales ningún aumento apreciable de temperatura puede ser medido.
Estudios relacionados con el cáncer: Muchos estudios epidemiológicos han abordado posibles vínculos entre exposiciones a RF y el exceso de riesgo de cáncer. Sin embargo, debido a las diferencias en el diseño y ejecución de estos estudios, sus resultados son difíciles de interpretar. Un número de grupos de evaluadores pares nacionales e internacionales han concluido que no existe evidencia clara de una relación entre exposición de RF y el exceso de riesgo de cáncer. La OMS también ha determinado que no existe ninguna evidencia científica convincente que las exposiciones a la RF disminuyen la duración de vida de los humanos o que la RF produce o estimula el cáncer. Sin embargo, es necesario desarrollar más estudios.
Efectos térmicos: Los campos de RF han sido estudiados en animales, incluyendo primates. Los primeros signos de una consecuencia adversa de salud, encontrados en animales con el incremento del nivel de RF, incluyen una reducción de la resistencia física, aversión al campo y disminución de la habilidad para realizar tareas mentales. Estos estudios también sugieren que los efectos adversos puedan ocurrir en humanos sujetos a exposiciones de cuerpo entero o localizadas a campos de RF suficientes para incrementar las temperaturas del tejido en más de 1º C. Los posibles efectos incluyen la inducción de cataratas de los ojos, y varias respuestas fisiológicas y termo-regulatorias conforme aumenta la temperatura del cuerpo. Estos efectos están bien establecidos y forman las bases científicas para restringir la exposición ocupacional y publica a los campos de RF.
Efectos no-térmicos: La exposición a niveles de RF muy bajos como para implicar calor (ej., muy bajo SAR) ha sido reportada por muchos grupos por alterar la movilidad del ión de calcio, el cual es responsable de transmitir información en las células del tejido. Sin embargo, estos efectos no se encuentran lo suficientemente establecidos para proporcionar una base para restringir la exposición humana.
Campos pulsantes de RF: La exposición a campos pulsantes de RF muy intensos, similares a aquellos utilizados por los sistemas de radar ha sido reportada por suprimir la respuesta de sobresalto y provocar movimientos corporales en ratones conscientes. Además, personas que oyen normal han percibido pulsaciones de campos RF con frecuencias entre aproximadamente 200 MHz y 6.5 GHz. A esto se le llama el efecto auditivo de microondas. El sonido ha sido variadamente descrito como un zumbido, un clic, un silbido o como un pequeño estallido, dependiendo de las características de la pulsación de RF. La exposición prolongada o repetida puede ser estresante y debe ser evitada cuando sea posible.
Quemaduras y shocks provocados por RF: En frecuencias menores de 100 MHz, las quemaduras o shocks pueden ser el resultado de las cargas inducidas en objetos metálicos ubicados cerca de los radares. Las personas situadas dentro de los campos de RF también pueden tener alta absorción local de los campos en áreas de su cuerpo con pequeñas áreas de sección, como en los tobillos. En general, debido a las elevadas frecuencias en la que operan la mayoría de sistemas modernos de radar, combinadas con su pequeño ancho de haz, el potencial para tales efectos es muy pequeño.
Interferencia electromagnética: Los radares pueden causar interferencia electromagnética en otros equipos electromagnéticos. El umbral para estos efectos frecuentemente esta muy por debajo de los niveles recomendaos para exposición humana a los campos de RF. Adicionalmente, los radares pueden también causar interferencia en algunos dispositivos médicos, tales como el marcapasos cardiaco y los audífonos. Si las personas que utilizan estos aparatos trabajan próximos a los sistemas de radares deben de contactar a los fabricantes para determinar la susceptibilidad de sus productos a la interferencia de RF.
Encendido de líquidos inflamables y explosivos: Los campos de RF pueden prender líquidos inflamables y explosivos a través de la inducción de corrientes. Este es un suceso raro, y normalmente de gran preocupación donde hay una gran concentración de radares, tales como a bordo de un barco naval donde se toman medidas para prevenir tales efectos.
Estándares Internacionales
Los límites de exposición para los campos de RF están desarrollados por organizaciones internacionales tales como La Comisión Internacional de Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP). ICNIRP es una organización no gubernamental formalmente reconocida por la OMS. La Comisión utiliza evaluaciones de riesgo de la salud desarrollados conjuntamente con la OMS para proyectar sus recomendaciones para los límites de exposición. Las recomendaciones de ICNIRP protegen contra cualquier efecto de salud establecido de las RF y son desarrolladas en base a las revisiones de todos los documentos científicos evaluados por pares, incluyendo informes de cáncer y efectos no térmicos. Los niveles ambientales de RF provenientes de radares, en áreas normalmente accesibles al publico en general, están al menos 1,000 veces por debajo de los limites para una exposición pública continua permitida por las recomendaciones de ICNIRP y 25,000 veces por debajo del nivel al cual ha sido establecido que la exposición a la RF causa los primeros efectos de salud conocidos.
Medidas de protección
El objetivo de las medidas de protección es eliminar o reducir la exposición humana a campos de RF por debajo de límites aceptables. Se requiere un programa extensivo de estudios, avisos de peligro, conjuntamente con medidas efectivas de protección alrededor de todas las instalaciones de radares. En la mayoría de países, se elabora una documentación completa, incluyendo una declaración de impacto ambiental antes que se construya un sistema radar.
Luego de que se construya la instalación del radar, se deben realizar mediciones para cuantificar los niveles de campo de RF en el área. Mientras niveles de campos de RF extremadamente altos pueden ser medidos directamente delante de un radar, en la mayoría de casos los niveles en áreas públicas no son fácilmente mesurables. A fin de evitar que los trabajadores y el público en general entren en zonas donde los niveles de RF sobrepasan los límites se utilizan controles administrativos y de ingeniería.
- Los controles de ingeniería incluyen seguros internos, medios electrónicos para evitar el apuntamiento del radar en determinadas áreas y aislarlas.
- Los controles administrativos incluyen alarmas auditivas y señales de peligro, y restricción de acceso por medio de barreras, puertas aseguradas o limitando el acceso al radar por un periodo de tiempo.
Cuando los controles administrativos y de ingenieria no son suficientes, los trabajadores deberían usar equipo de proteccion personal para asegurar el cumplimiento de los estandares de exposición. Trajes conductores, guantes, zapatos de seguridad y otro tipo de equipos de protección personal para los campos de RF ahora estan siendo comercializados.
- Deberían ser usados con gran cuidado, ya que las propiedades de atenuación del material que se usa para fabricar este equipo de protección pueden variar dramáticamente con la frecuencia. Solo cuando se conocen las propiedades de atenuación del equipo para la frecuencia de trabajo, pueden ser usados en forma confiable.
- Debería ejercerse cuidado especial con los lentes de seguridad a prueba de RF puesto que cualquier metal puede aumentar los campos locales actuando como una antena receptora.
- No existen circunstancias de exposición en las cuales los miembros del público en general necesitan usar equipo de protección para los campos de RF de radares.
- En los ultimos años, la vestimenta y otros materiales han aparecido en el mercado de consumo afirmando que tienen propiedades de protección contra RF y dirigiendo sus afirmaciones a miembros “susceptibles”de la población general, tales como mujeres embarazadas. El uso de estos tipos de productos es innecesario y debe ser desalentado. Estos no ofrecen una proteccion eficaz contra RF y no hay necesidad de estos mecanismos.
La exposición humana a CEM emitidos por sistemas de radar se limita por medio de estandares internacionales y medidas de proteccion, las cuales fueron adoptadas en base de la actual evidencia cientifica disponible. En resumen:
- Los campos de RF causan que las moléculas en el tejido vibren y generen calor. Los efectos de calor pueden ser espectados si se permanece directamente delante de algunas antenas de radar, pero no son posibles en los niveles ambientales de los campos de RF que emanan de los sistemas de radar.
- Para producir cualquier efecto de salud adverso, debe ocurrir la exposición a RF sobre el nivel del umbral. El nivel del umbral conocido es la exposición que se necesita para aumentar la temperatura del tejido por lo menos 1º C. Los niveles de campo ambiental de RF de los sistemas de radar son muy bajos y no pueden causar ningun incremento significativo de temperatura.
- Hasta la fecha, los investigadores no han encontrado evidencia que las exposiciones múltiples a los campos de RF por debajo de los niveles del umbral cause algún efecto adverso a la salud. Ninguna acumulación de daño ocurre en tejidos que han sido expuestos repetidamente a bajos niveles de RF.
- Actualmente, no existe ninguna evidencia substancial que los efectos adversos para la salud, incluyendo cáncer, puedan ocurrir en las personas expuestas a los niveles de RF en o por debajo de los límites señalados por los estandares internacionales. Sin embargo, se necesita más investigación para llenar ciertos vacíos en el conocimiento.