Radiación no ionizante

La exposición prolongada a la luz ultravioleta no ionizante es un factor de riesgo para desarrollar cáncer de piel (especialmente cánceres de piel no melanoma), quemaduras solares y envejecimiento prematuro de la piel . El daño ocular incluye fotoqueratitis . Existe cierta evidencia de que la exposición también aumenta el riesgo de infección. ^{[ 7 ]}

La radiación no ionizante de baja frecuencia puede producir efectos no mutagénicos mediante energía térmica adicional en el tejido biológico, lo que puede provocar quemaduras. ^{[ 7 ]} Las densidades de potencia superiores a 100 mV/cm² ^pueden aumentar la temperatura corporal y causar daños en los tejidos, especialmente en los ojos y los testículos. Estas intensidades son motivo de preocupación para la seguridad en el entorno laboral industrial. ^{[ 9 ]}

En 2011, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) de la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó una declaración en la que añadía los campos electromagnéticos de radiofrecuencia (incluidas las microondas y las ondas milimétricas) a su lista de sustancias que podrían ser cancerígenas para los seres humanos. ^{[ 8 ]}

En términos de posibles efectos biológicos, la porción no ionizante del espectro se puede subdividir en:

1. La porción de radiación óptica, donde puede ocurrir la excitación de electrones (luz visible, luz infrarroja).
2. La porción donde la longitud de onda es menor que la del cuerpo. Puede producirse calentamiento por corrientes inducidas. Además, se han reportado otros efectos biológicos adversos. Dichos efectos no se comprenden bien e incluso son ampliamente negados. (Microondas y radiofrecuencia de alta frecuencia).
3. La porción donde la longitud de onda es mucho mayor que el cuerpo, y el calentamiento por corrientes inducidas rara vez ocurre (RF de baja frecuencia, frecuencias de potencia, campos estáticos). ^{[ 6 ]}

Se ha demostrado que los efectos anteriores solo se deben a efectos de calentamiento. A niveles de potencia bajos, donde no hay efecto de calentamiento, el riesgo de cáncer no es significativo. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer declaró recientemente que podría existir cierto riesgo para los seres humanos debido a la radiación no ionizante. ^{[ 12 ]} Sin embargo, un estudio posterior informó que la base de la evaluación de la IARC no era coherente con las tendencias de incidencia observadas. ^{[ 13 ]} Este y otros informes sugieren que es prácticamente imposible que los resultados en los que la IARC basó sus conclusiones sean correctos. ^{[ 14 ]}

La luz ultravioleta puede causar quemaduras en la piel ^{[ 16 ]} y cataratas en los ojos. ^{[ 16 ]} La radiación ultravioleta se clasifica en cercana, media y lejana según su energía, donde la cercana y la media son técnicamente no ionizantes, pero donde todas las longitudes de onda UV pueden causar reacciones fotoquímicas que, en cierta medida, imitan la ionización (incluido el daño al ADN y la carcinogénesis). La radiación UV por encima de 10 eV (longitud de onda menor a 125  nm) se considera ionizante. Sin embargo, el resto del espectro UV, desde 3,1 eV (400  nm) hasta 10 eV, aunque técnicamente no ionizante, puede producir reacciones fotoquímicas que dañan las moléculas por medios distintos al simple calor. Dado que estas reacciones suelen ser muy similares a las causadas por la radiación ionizante, a menudo se considera que todo el espectro UV es equivalente a la radiación ionizante en su interacción con muchos sistemas (incluidos los sistemas biológicos).

Por ejemplo, la luz ultravioleta, incluso en el rango no ionizante, puede producir radicales libres que dañan las células y pueden ser cancerígenos . La fotoquímica, como la formación de dímeros de pirimidina en el ADN, puede ocurrir en la mayor parte del espectro UV, incluyendo gran parte de la banda formalmente no ionizante. La luz ultravioleta induce la producción de melanina en los melanocitos , lo que provoca el bronceado de la piel. La vitamina D se produce en la piel mediante una reacción de radicales libres iniciada por la radiación UV.

Las gafas de sol de plástico ( policarbonato ) generalmente absorben la radiación UV. La sobreexposición a los rayos UV en los ojos provoca ceguera de la nieve , común en áreas con superficies reflectantes, como la nieve o el agua.

La luz, o luz visible, es el rango muy estrecho de radiación electromagnética que es visible para el ojo humano (aproximadamente 400–700  nm), o hasta 380–750  nm. ^{[ 7 ]} En términos más generales, los físicos se refieren a la luz como radiación electromagnética de todas las longitudes de onda, sean visibles o no.

La luz visible de alta energía es luz azul-violeta con un mayor potencial dañino.

La luz infrarroja (IR) es radiación electromagnética con una longitud de onda entre 0,7 y 300 micrómetros, lo que equivale a un rango de frecuencia entre aproximadamente 1 y 430 THz. Las longitudes de onda infrarrojas son mayores que las de la luz visible, pero menores que las de las microondas de radiación de terahercios. La luz solar brillante proporciona una irradiancia de poco más de 1 kilovatio por metro cuadrado a nivel del mar. De esta energía, 527 vatios son radiación infrarroja, 445 vatios son luz visible y 32 vatios son radiación ultravioleta. ^{[ 7 ]}

Las microondas son ondas electromagnéticas con longitudes de onda que van desde un metro hasta un milímetro, o, lo que es lo mismo, con frecuencias entre 300  MHz (0,3  GHz) y 300  GHz. Esta definición amplia incluye tanto UHF como EHF (ondas milimétricas), y diversas fuentes utilizan límites diferentes. ^{[ 7 ]} En todos los casos, las microondas incluyen como mínimo toda la banda SHF (de 3 a 30  GHz, o de 10 a 1  cm), y la ingeniería de radiofrecuencia suele establecer el límite inferior en 1  GHz (30  cm) y el superior en torno a los 100  GHz (3 mm). Entre sus aplicaciones se incluyen teléfonos móviles, radares, escáneres de aeropuertos, hornos microondas, satélites de teledetección terrestre y comunicaciones por radio y satélite.

Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética con longitudes de onda en el espectro electromagnético mayores que la luz infrarroja. Al igual que todas las demás ondas electromagnéticas, viajan a la velocidad de la luz. Las ondas de radio naturales se producen por rayos u objetos astronómicos. Las ondas de radio generadas artificialmente se utilizan para comunicaciones de radio fijas y móviles, radiodifusión, radar y otros sistemas de navegación, comunicaciones por satélite, redes informáticas e innumerables aplicaciones más. Las diferentes frecuencias de las ondas de radio tienen distintas características de propagación en la atmósfera terrestre; las ondas largas pueden cubrir una parte de la Tierra de forma muy uniforme, las ondas más cortas pueden reflejarse en la ionosfera y viajar alrededor del mundo, y las longitudes de onda mucho más cortas se desvían o reflejan muy poco y viajan en línea recta.

La frecuencia muy baja o VLF abarca el rango de radiofrecuencia de 3 a 30  kHz. Dado que el ancho de banda en esta banda del espectro radioeléctrico es limitado, solo se utilizan las señales más simples, como las de radionavegación. También se la conoce como banda miriámétrica u onda miriámétrica, ya que las longitudes de onda van desde diez hasta un miriámetro (una unidad métrica obsoleta equivalente a 10 kilómetros).

La frecuencia extremadamente baja (ELF) es el rango de frecuencias de radiación de 300  Hz a 3  kHz. En ciencias atmosféricas, se suele dar una definición alternativa, de 3  Hz a 3  kHz. ^{[ 7 ]} En la ciencia de la magnetosfera, las oscilaciones electromagnéticas de baja frecuencia (pulsaciones que ocurren por debajo de ~3  Hz) se consideran dentro del rango ULF, que también se define de manera diferente a las bandas de radio de la UIT.

La radiación térmica, sinónimo común de infrarrojo cuando se produce a temperaturas habituales en la Tierra, es el proceso por el cual la superficie de un objeto irradia su energía térmica en forma de ondas electromagnéticas. La radiación infrarroja que se percibe al tacto, proveniente de un calefactor doméstico, una lámpara de calor infrarroja o un horno de cocina, son ejemplos de radiación térmica, al igual que la luz infrarroja y visible emitida por una bombilla incandescente (que no alcanza la temperatura suficiente para emitir las altas frecuencias azules y, por lo tanto, se ve amarillenta; las lámparas fluorescentes no son térmicas y pueden verse más azules). La radiación térmica se genera cuando la energía del movimiento de partículas cargadas dentro de las moléculas se convierte en energía radiante de ondas electromagnéticas. La frecuencia de la onda emitida por la radiación térmica es una distribución de probabilidad que depende únicamente de la temperatura y, para un cuerpo negro, viene dada por la ley de radiación de Planck. La ley de desplazamiento de Wien proporciona la frecuencia más probable de la radiación emitida, y la ley de Stefan-Boltzmann proporciona la intensidad del calor (potencia emitida por unidad de área).

Parte del espectro electromagnético de la radiación térmica puede ser ionizante si el objeto que la emite está lo suficientemente caliente (tiene una temperatura suficientemente alta ). Un ejemplo común de dicha radiación es la luz solar, que es radiación térmica de la fotosfera del Sol y contiene suficiente luz ultravioleta como para causar la ionización de muchas moléculas y átomos. Un ejemplo extremo es el destello de la detonación de un arma nuclear , que emite una gran cantidad de rayos X ionizantes simplemente como resultado del calentamiento de la atmósfera alrededor de la bomba a temperaturas extremadamente altas.

Como se mencionó anteriormente, incluso la radiación térmica de baja frecuencia puede provocar ionización térmica cuando deposita suficiente energía térmica para elevar la temperatura a un nivel suficientemente alto. Ejemplos comunes de esto son la ionización (plasma) que se observa en las llamas comunes y los cambios moleculares causados ​​por el dorado de los alimentos durante la cocción, un proceso químico que comienza con un importante componente de ionización.

La radiación de cuerpo negro es la radiación de un radiador idealizado que emite, a cualquier temperatura, la máxima cantidad posible de radiación en cualquier longitud de onda dada. Un cuerpo negro también absorberá la máxima radiación incidente posible en cualquier longitud de onda dada. La radiación emitida cubre todo el espectro electromagnético y la intensidad (potencia/unidad de área) a una frecuencia dada viene determinada por la ley de radiación de Planck . Un cuerpo negro a temperaturas iguales o inferiores a la temperatura ambiente parecería, por lo tanto, completamente negro, ya que no reflejaría ninguna luz. Teóricamente, un cuerpo negro emite radiación electromagnética en todo el espectro, desde ondas de radio de muy baja frecuencia hasta rayos X. La frecuencia a la que la radiación de cuerpo negro es máxima viene dada por la ley de desplazamiento de Wien .