- Calentamiento por efecto Joule
- Imposibilidad de usar el calentamiento Joule a "bajas frecuencias". ¿Pueden usarse campos magnéticos a "bajas frecuencias"?
- Calentamiento por pérdidas dieléctricas
- Hipertermia y calentamiento desde el exterior del tejido
- Aumento de la velocidad de reacción
- Ciclos de histéresis eléctricos
a. Calentamiento por efecto Joule
Siempre que se somete un cuerpo, vivo o no, a un campo eléctrico circula una corriente eléctrica. Siempre que por un cuerpo, vivo o no, circula una corriente eléctrica se produce una liberación de calor en toda la masa del cuerpo que conduce esta corriente eléctrica. A eso llamamos efecto Joule.
Las dos afirmaciones anteriores son ciertas tanto si el campo eléctricos de un valor fijo, constante en el tiempo, como lentamente variable o rápidamente variable como en el caso de los campos de radiofrecuencia.
b. Imposibilidad de usar el calentamiento Joule a "bajas frecuencias". ¿Pueden usarse campos magnéticos a "bajas frecuencias"?
El calor por efecto Joule depende de la resistencia eléctrica del cuerpo y de la corriente. En el caso de los tejidos humanos conductores, el efecto Joule sólo se manifiesta a corrientes del orden de 1 amperio. Pero es sabido que corrientes del orden de 10 miliamperios ya peligrosas podrían producir fibrilaciones cardiacas o contracciones descontroladas.
La solución, si queremos producir calentamiento Joule, sin peligro de shock eléctrico, es utilizar campos que cambien el sentido de la corriente muy rápidamente, es decir campos y corrientes de "radiofrecuencia". Aplicando campos de frecuencias superiores a 100 KHz* ya no hay peligro de que el organismo vivo pueda seguir los cambios de la corriente y podemos utilizar campos de alto voltaje, altas corrientes sin peligro de electrocución alguno. Las precauciones deberán ahora vigilar las quemaduras.
Los fenómenos descritos en este apartado se refieren a la aplicación de campos eléctricos. La utilización de campos magnéticos es ajena a los equipos que pretendemos describir. Como información diremos que es posible utilizar campos magnéticos de baja frecuencia sin producir electrocución pero tampoco efecto Joule.
- NOTA: 100 KHz = 100.000 cambios de polaridad por segundo
c. Calentamiento por pérdidas dieléctricas
Cuando se somete a un cuerpo a un campo eléctrico de radiofrecuencia, las moléculas que lo compoenen tienden a vibrar siguiendo el cambio de sentido del campo eléctrico. Este efecto produce también una liberación de calor que depende de muchas características de las moléculas que componen el cuerpo. En general este efecto es mayor en moléculas que no sean isoeléctricas y es más manifiesto en cuerpos donde el efecto Joule no lo enmascara (por ejemplo, en cuerpos malos conductores). Típicamente en este caso se encuentrasn los tejidos poco vascularizados y membranas celulares.
d. Hipertermia y calentamiento desde el exterior del tejido. Diferencia básica. Conexión de placas.
Todos los efectos eléctricos descritos producen calor en toda la masa del cuerpo que está sometido al campo eléctrico, y que es por donde circula la corriente. El calor liberado producirá un aumento de temperatura, dependiendo de la capacidad de refrigeración que tenga el cuerpo o la zona por la que hacemos circular la corriente. Pero insistimos en que es un aumento de temperatura (aunque globalmente pequeño) que se produce en toda la masa. Estamos ante un fenómeno totalmente distinto al que se produce al calentar desde fuera con una manta eléctrica, por ejemplo, aunque la manta pueda estar a 60ºC.
e. Aumento de la velocidad de reacción
Cuando se aplica un campo eléctrico intenso y de radiofrecuenciaa una mezcla reaccionante aumenta la velocidad de algunas reacciones. Este fenómeno es observable y medible en mezclas no vivas. Es predecible que suceda en un tejido vivo pero no es fácilmente medible. De hecho es previsible que el desequilibrio que induce el campo eléctrico mantenga durante su aplicación una temperatura* distinta para distintas especies químicas en el seno de un mismo tejido.
- NOTA: Temperatura = energía cinética media de las moléculas
f. Ciclos de histéresis eléctricos
Hemos dicho que el campo eléctrico de radiofrecuencia alterna el sentido eléctrico a gran rapidez. Cada cambio de sentido cambia el signo de las cargas atraídas o repelidas por una placa. Esta alternancia en la polaridad hace que el valor del campo eléctrico en el interior del cuerpo siga unos ciclos de histéresis que tenderán a dejar la zona isoeléctrica. Este fenómeno, difícilmente medible en vivo, no tiene relación directa con los potenciales de membrana entre células o con otros efectos que involucran cargas (como la bomba de Na+/K+). Estos procesos electroquímicos biológicos suceden a ritmos muchísimo más lentos.
