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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.
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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. Diatermia
Capacitiva 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.
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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. |