Ondas Electromagnéticas - Pradigital

Ondas Electromagnéticas STC
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A Radiação Electromagnética: fontes naturais, e fontes artificiais
A radiação electromagnética ocorre naturalmente no Universo e, como
tal, sempre esteve presente na Terra. O nosso Sol, por exemplo, é a fonte
(natural) de radiação electromagnética mais intensa a que estamos expostos.
Por outro lado, o crescimento tecnológico, as mudanças no comportamento
social e nos hábitos de trabalho (próprios de uma sociedade em evolução)
criaram um ambiente crescentemente exposto a outras fontes de radiação
electromagnética. Estas fontes foram criadas artificialmente pelo homem e são,
por exemplo, as antenas dos sistemas de telecomunicações, as linhas de alta
tensão, os aparelhos eléctricos, etc.
Assim, a luz visível, os raios X, as vulgarmente chamadas “ondas de
rádio” e as “microondas” são formas possíveis de radiação electromagnética,
correspondendo a propagação de energia pelo espaço a velocidades da ordem
de 300 000 km/s, sem necessidade de suporte físico.
A Ondas Electromagnéticas
A propagação da energia electromagnética faz-se através de chamadas
“ondas electromagnéticas”. Estas são constituídas por duas entidades
interdependentes: o campo eléctrico, E, e o campo magnético, H. Não é
possível observar directamente o campo eléctrico e o campo magnético, a não
ser através de uma representação artificial, como a indicada na Figura 1: o
campo eléctrico está representado com cor azul, e o campo magnético com cor
vermelha. Estes campos evoluem no espaço como uma onda, daí a
designação de “onda electromagnética”. O produto destes dois campos resulta
na densidade de potência, S. Uma onda electromagnética pode ser criada por
uma corrente eléctrica variável no tempo.
Figura 1 - A onda electromagnética.
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Características das Ondas Electromagnéticas
Existem características particulares das ondas electromagnéticas que
determinam as suas propriedades e aplicações. As características essenciais
são:
· Comprimento de onda (l) e frequência (f);
· Amplitude;
· Direcção e velocidade de propagação;
· Polarização
Comprimento de onda, e frequência
Como se pode ver na Figura 1, a onda electromagnética apresenta um padrão
que se repete enquanto se propaga. O comprimento desse padrão de repetição
no espaço designa-se por comprimento de onda, medindo-se em metros [m].
A frequência representa o número de ciclos da onda num ponto do espaço em
cada segundo, medindo-se em Hertz [Hz].
O comprimento de onda e a frequência estão interligados entre si, através da
velocidade de propagação da luz, c: l f = c. Este conceito está ilustrado na
Figura 2.
.
Figura 2 – Relação entre comprimento de onda e frequência.
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Amplitude
A amplitude dá uma medida da intensidade dos campos, medindo-se no caso
do campo eléctrico em Volt por metro [V/m], e do campo magnético em Ampère
por metro [A/m]. A ilustração desta característica está também contemplada na
Figura 2. A densidade de potência vem expressa em Watt por metro quadrado
[W/m2], medindo a potência transportada pela onda por unidade de área.
Direcção e velocidade de
propagação
Em espaço aberto, as
ondas electromagnéticas
propagam-se em linha
recta com velocidade c
próxima de 300 000 km/s.
Na vizinhança de
obstáculos, como o relevo
do terreno, espelhos de
água, construções, etc. a
direcção de propagação
pode ser alterada por
reflexão, ou por difracção.
A reflexão ou a difracção
sofridas por uma onda
electromagnética, em
geral modificam também a
Figura 3 - Reflexão e Difracção de uma onda por
sua amplitude, mas não
um obstáculo à propagação.
alteram a frequência.
Modificam ainda a
polarização da onda
(assunto que é tratado a
seguir).
A Figura 3 retrata os
fenómenos da reflexão e
da difracção de uma onda
electromagnética.
Polarização
Rodando a Figura 1, por forma a que a direcção de propagação da onda fique
perpendicular ao ecrã (onda a sair do ecrã na direcção do observador),
obtemos a Figura 4a. Nela, o campo eléctrico oscila sobre uma direcção
vertical, designada por polarização vertical (PV); em alternativa, é possível
escolher convenientemente a orientação da fonte de forma a ter o campo
eléctrico a oscilar sobre uma direcção horizontal, Figura 4b, designada por
polarização horizontal (PH). A esta orientação espacial dos campos
electromagnéticos dá-se o nome de polarização.
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a) Polarização vertical
b) Polarização horizontal
Figura 4 - Ilustração da polarização do campo electromagnético.
O Espectro Electromagnético
A Figura 5 representa uma larga gama de frequências e comprimentos de onda
da radiação electromagnética: é o espectro electromagnético.
Cada parte do espectro electromagnético tem aplicações que lhe estão
associadas, que vão desde as linhas de alta tensão operando em 50 Hz, até
aos raios X e raios gama que têm frequências muito altas, e comprimentos de
onda muito curtos. Entre estes extremos de frequências, encontram-se as
ondas de rádio, as microondas, a radiação infravermelha, a luz visível e a
radiação ultravioleta.
Figura 5 - Espectro electromagnético.
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As Radiofrequências
A parte de radiofrequência do espectro electromagnético ocupa as frequências
entre os 3 kHz e os 300 GHz. As aplicações principais da gama de
radiofrequência do espectro electromagnético centram-se na área das
telecomunicações: são exemplos a difusão de rádio e televisão, os sistemas de
comunicações móveis, os sistemas de comunicação das forças militares e de
segurança, e as comunicações por satélite.
As radiofrequências são utilizadas também em radares, nos fornos microondas, em sistemas de aquecimento industrial, ou na medicina, entre outros.
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CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS NA MEDICINA
Os campos electromagnéticos podem provocar doenças ou de acordo
com a sua intensidade e frequência pode também curá-las.
Trabalhos indexados e de bom nível conseguiram demonstrar o aumento
da prevalência de leucemia em crianças que moravam perto de cabos de alta
tensão. Outros mostraram aumento de linfomas e outros tipos de neoplasias
malignas em adultos submetidos a campos electromagnéticos gerados por:
transformadores, estações de radar e fios de alta tensão. Não sabemos com
certeza se as torres de retransmissão da telefonia celular podem provocar
câncer, porem alguns pesquisadores têm demonstrado que elas podem
provocar em certas pessoas: mal-estar geral, dores de cabeça, nervosismo
exagerado, insónia, depressão, angustia, diminuição da memória e da
concentração, fraqueza, indisposição geral e vários sintomas que embora
pequenos são desagradáveis.
Por outro lado vários aparelhos geradores de campo electromagnético
estão em uso com finalidade terapêutica e mostrando excelentes resultados.
O bioelectromagnetismo surgiu após a descoberta da indução
electromagnética por Michael Faraday no final de 1700. Logo após vieram os
famosos experimentos do físico e médico italiano Luigi Galvani, que mostrou
em patas de sapo, a conexão entre electricidade e contracção muscular.
Depois veio Alessandro Volta outro físico italiano que interpreta os
experimentos de Galvani de maneira diferente. São os eléctrodos metálicos e
não o tecido muscular o gerador de corrente eléctrica. Polémica vigorosa e
ferrenha entre os dois, para sabermos hoje em dia que ambos tinham sua
parcela de razão: o músculo gera electricidade (Galvani) e o metal também
(pilha de Volta).
Desta época em diante, surgiram vários tipos de aparelhos para o
diagnóstico e tratamento de doenças, iniciando-se com os geradores de
electricidade estática, passando-se para os de corrente eléctrica alternada ou
contínua e finalmente chegando àqueles que exploram a enorme gama de
frequências do espectro electromagnético (EM).
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Os aparelhos mais eficazes foram aqueles que se concentraram na
porção não ionizante do espectro EM, particularmente a baixos níveis de
energia. As aplicações médicas do bioelectromagnetismo não ionizante são
classificadas em térmicas (produzem calor no tecido biológico) e não térmicas.
As aplicações térmicas incluem a hipertermia por rádio frequência (RF), a
cirurgia a laser, a cirurgia por RF e a diatermia por RF.
Na medicina a modalidade não ionizante mais importante é a não
térmica. Aqui devemos prestar atenção a dois significados das palavras “não
térmico”: o biológico e o físico. Biologicamente, isto è para os médicos, não
térmico significa que ``não está ocorrendo aumento da temperatura do tecido” e
fisicamente (cientificamente) significa “ abaixo do limite de ruído térmico a
temperaturas fisiológicas”. O nível de energia do ruído térmico é muito menor
que o requerido para aquecer o tecido.
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Para caracterizar um determinado campo electromagnético
devemos conhecer os parâmetros descritos no quadro 1
nós
Quadro 1: Parâmetros que caracterizam os campos electromagnéticos
1-Potência
2-Voltagem
3-Corrente
4-Freqüência
5-Fase
6-Pulsátil ou não pulsátil
7-Tipo de onda; sinusoidal, quadrática, etc.
Acresce: a-tempo de exposição
b-local da exposição
As principais aplicações médicas dos campos electromagnéticos não
ionizantes e não térmicos são enumeradas no quadro 2.
Quadro 2 : Principais aplicações médicas dos campos electromagnéticos não
ionizantes e não térmicos
1. Câncer
2. Osteoartrite
3. Depressão
4. Regeneração de tecidos
5. Cicatrização de feridas
6. Estimulação do sistema imune
7. Modulação neuro endócrina
8. Condições degenerativas associadas à idade
9. Não união de fraturas , osteonecrose
10. Dor intratável
11. Estados psico fisiológicos ( epilepsia e dependência de drogas)
12. Paralisia cerebral (redução da espasticidade)
13. Lesão da medula espinhal
14. Doença de Parkinson
15. Dificuldade de aprendizado
16. Estimulação nervosa
17. Infecções crónicas
18. Osteoporose
19. Pseudoartrose congénita
20. Aumento da síntese de neuro transmissores
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Quando expostas a campos electromagnéticos de extrema baixa frequência
( 0 a 100 Hz) as células sofrem alterações específicas desde mudanças de
fluxo iónico trans membrana até o aumento da síntese de DNA e o aumento da
transcrição de RNA.(Goodman 1989)
Os campos electromagnéticos pulsáteis de extrema baixa frequência
(PEMF–ELF) interferem em vários processos biológicos, como regeneração de
membros em anfíbios, reparação de fracturas em coelhos e regeneração
hepática em ratos. Nas células eles são capazes de modificar a transcrição e a
diferenciação, a síntese de proteínas especializadas, a resposta a hormônios, a
liberação de neurotransmissores, o crescimento e também a síntese de DNA
de algumas células como condrócitos de galinha e carcinoma embrionário de
rato.
Os PEMF-ELF in vitro são capazes de aumentar o crescimento de células
endoteliais e a angiogênese e aumentar a actividade tumoricída das células de
Kupffer do fígado.
Yen – Patton em 1988, revelou de uma maneira muito elegante que os
PEMF – ELF estimulam a velocidade de crescimento e a angiogênese. Tal
campo foi capaz de aumentar em 20 a 40% a velocidade de crescimento da
célula endotelial em região desnuda. Fora do campo as células apresentavam
forma cuboidal e dentro dele as células endoteliais se alongavam e
frequentemente se conectavam pelas extremidades formando um broto. Com a
manutenção do campo as células se reorganizavam em uma estrutura
tridimensional e começavam a formar neo vasos, de modo semelhante à
angiogênese in vivo. Realmente algo de espectacular: o aparecimento de uma
microcirculação ‘in vitro”. São células que receberam não somente os
nutrientes essenciais à vida , mas principalmente tais células receberam um
campo informacional.
Francheschi em 1987 mostrou que os PEMF-ELF em linfócitos de doadores
idosos, expressam um número aumentado de receptores IL-2 e também tal
exposição aumenta a utilização da IL-2.
Cossarizza em 1989, mostrou que a aplicação de campos
electromagnéticos pulsáteis de extrema baixa frequência são capazes de
aumentar a proliferação de linfócitos de idosos, quando submetidos a estimulo
pela fitohemaglutinina.(PHA). É surpreendente que linfócitos de idosos, os
quais possuem habilidade reduzida de proliferação, consigam após exposição
aos PEMF, níveis de incorporação de timidina H3 semelhantes às culturas de
linfócitos jovens não expostos ao campo. Este aspecto do problema, nos
mostra que no envelhecimento as células necessitam de informação, não
somente de nutrientes.
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Também em 1989, Cossarizza mostrou que os PEMF-ELF não provocam
efeitos colaterais pois não conseguem interferir com a capacidade de
reparação do DNA humano lesado por radiação gama ou por agentes químicos
antiproliferativos.
Há muito tempo na Rússia. é empregada a terapia por ressonância de
microondas, que é não ionizante e fisicamente não térmica. Utilizam baixa
intensidade (contínua ou modulada por pulsos) e com onda sinusoidal e eles
têm obtido muito sucesso no tratamento da artrite, esofagite, úlceras,
hipertensão arterial, dor crónica, paralisia cerebral (redução das contraturas
musculares), algumas alterações neurológicas e para diminuir os efeitos
colaterais da quimioterapia no câncer. Na Rússia muitas pessoas são tratadas
com microondas de baixa energia nos pontos de acupunctura.
Acredita-se que a terapêutica por ressonância de microondas envolva
modificações no transporte de membrana celular ou a produção de mediadores
químicos, porém qual seria o mecanismo de acção?
Mecanismo de Acção
Primeiro:
Segundo o engenheiro argentino Carlos Belohlavec, o campo produzido
pelos aparelhos pode crear (é mesmo crear e não criar , como por ex. criar
galinhas) uma onda guia, como descreveu De Broglie, onda guia esta gerada
no espaço vazio dos átomos e capaz de reorganizar o “spin” dos electrões. A
organização do spin das partículas atómicas agrega e ordena as funções do
conjunto e assim facilita a separação ou a união de moléculas incompletas,
aumenta a reparação do DNA, estimula os processos de reorganização e
reparação celular, em uma palavra, facilita a expressão gênica. As sucessivas
exposições ao campo gerado provocam mudanças na escala atómica que
acabam por se expressar na escala biológica, aparecendo clinicamente como
modificação da estrutura da matéria. Esta onda guia no vazio dos átomos,
efeito túnel, parece ser o meio primordial de comunicação, de informação que a
natureza viva possui e cuja finalidade é a construção e a reparação da própria
natureza. Resta a questão: a baixa potência destes campos electromagnéticos
teria energia suficiente para alterar a configuração do “spin” dos electrões?
Segundo:
Para Goodman, os campos empregados são muito fracos para agir
através de mecanismos físicos conhecidos como, calor, quebra dieléctrica,
deslocamento de partículas ou electroforese. Para ele é pouco provável que o
mecanismo de acção seja derivado de alterações do potencial trans membrana
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uma vez que o potencial dos sinais são muito inferiores aos potenciais da
membrana celular. Alguns especulam alguma forma de acoplamento ou
ressonância ou outro tipo de interacção com processos endógenos.
Terceiro:
Matzke, mostrou através da expressão gênica de eucariócitos que o
campo eléctrico da periferia do núcleo da célula controla as interacção macro
molecular.
Quarto:
Adey mostrou que a interacção entre energia electromagnética e os
receptores de glicoproteina na superfície da membrana celular provoca
transdução de sinais.
Quinto:
Liboff e colaboradores propuseram o modelo “ciclotron” de ressonância
baseados nos dados experimentais de Blackman. Este último encontrou
aumento do efluxo de cálcio no cérebro de galinha exposto a campos eléctricos
e magnéticos fracos. O modelo propõe que os íons se movendo pelos canais
helicoidais da membrana na presença de um campo magnético estático,
exibem uma frequência peculiar de ressonância. A energia seria assim
transferida de um campo electromagnético oscilante para um sistema
molecular.
Em outras palavras: o modelo ciclotron de ressonância pode ser
produzido toda vez que houver um campo magnético em “steady state”
combinado com um campo eléctrico ou magnético oscilante, agindo em uma
partícula. Tal modelo permite campos electromagnéticos de baixa força, agirem
em conjunto com o campo geomagnético da Terra para produzirem efeitos
biológicos, concentrando energia do campo em partículas específicas, tais
como: cálcio, sódio, potássio e lítio. Quando a força do campo magnético em
“steady state” é pequena, a frequência do campo eléctrico ou magnético
necessário para produzir ressonância também é pequeno. Assim quando a
força do campo magnético da Terra (0,2 a 0,6 Gauss) é colocada em jogo, as
frequências dos campos oscilantes necessários para provocar ressonância
com ions biologicamente importantes caem via de regra na extrema baixa
frequência: ELF ( 0 a 100 Hz). Assim os ELF se tornam a parte mais
significante do espectro electromagnético do meio ambiente. Vamos dar um
exemplo: se colocarmos um campo eléctrico oscilante de 60 Hz (o mesmo da
nossa corrente eléctrica doméstica) em um local geográfico do nosso planeta
onde o campo geomagnético é de 0,2 Gauss obtém-se a frequência de
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ressonância do lítio. Ratos submetidos a este campo apresentam os mesmos
efeitos da injecção da substância química lítio, isto é, diminuem a actividade e
se tornam mais passivos e submissos (efeito calmante). Aqui um alerta: os
aparelhos devem ser regulados de acordo com o local geográfico, se ele
funciona na Alemanha não funcionará do mesmo modo no Brasil.
Sexto:
Quando nos lembramos do oscilador de múltiplas ondas de Lakhovsky
provocando o desaparecimento de câncer maligno recidivado de pele sem
deixar cicatrizes e também na mesma paciente de 80 anos fazendo
desaparecer profundos sulcos do pescoço e face e melhorando nitidamente a
textura da pele como se rejuvenescendo aquele tecido senil , temos que
procurar saber qual o mecanismo de acção. Tudo se passa como se as
frequências múltiplas do campo electromagnético gerado pelo aparelho
“ensinasse” as células da pele a não mais continuarem produzindo células
cancerosas voltando a se reproduzir da forma antiga que era a forma correcta,
sem câncer. Tal campo também consegue “ensinar” as células envelhecidas a
funcionarem como antigamente voltando inclusive a fabricar novamente o
tecido de sustentação do sistema retículo endotelial. Ensinar significa informar.
As ondas informariam as células a se comportarem da maneira correcta, do
modo que elas foram criadas, da maneira que haviam se comportado na
adolescência.
O aparelho de rádio frequência harmónica de Lakhovisky foi
reconstruído na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Temos
obtido diminuição de tumores metastáticos de fígado, de adenocarcinomas de
mama, de tumores pulmonares ( “oat cell’ , carcinoma epidermóide ) e
modulação do sistema glandular e imune. Observamos aumento dos linfócitos
T e B , do CD4 e das células “natural killer”. O T4 livre aumenta, o TSH diminui
e os anticorpos anti peroxidase e anti tiroglobulina também diminuem. O IGF-1
aumenta 20 a 30% , a testosterona se eleva e o PSA diminui.
Sétimo:
O campo electromagnético pode ser Estático ou Oscilante
ESTÁTICO: produz polarização constante ou despolarização constante
OSCILANTE do Tipo I (Despolarização com queda do ATP intracelular): Produz
um movimento de íons intracelular que provoca uma diferença de potencial. Se
esta diferença de potencial atingir 30 mV ela altera os canais iónicos da
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membrana celular. Se esta alteração aumentar a permeabilidade ao Na+,
teremos despolarização celular.
Quanto maior a despolarização celular, menor a quantidade de ATP a célula
produz, maior será a entropia e menor será a ordem-informação: DOENÇA
Se a despolarização atingir -15mV dispara a MITOSE: e aumenta o
volume do câncer.
Este é o modo como aceitamos os efeitos maléficos de um determinado
campo electromagnético. O CEM oscilante do Tipo I, provoca diminuição da
produção de ATP intracelular e a célula ou tecido atingido sofrem as
consequências.
OSCILANTE do Tipo II (Polarização com aumento do ATP intracelular):
Produz um movimento de ions intracelular que provoca uma diferença de
potencial. Se atingir 30mV ela altera os canais iónicos da membrana celular.
Se a alteração dos canais iónicos diminuir a permeabilidade ao Na+,
teremos polarização da célula com aumento da negatividade do potencial trans
membrana, aumento da produção de ATP, diminuição da entropia, aumento da
ordem - informação: SAÚDE Se a polarização atingir e se manter acima dos 15 Mv : cessa a MITOSE e diminui o volume do câncer.
O CEM oscilante do Tipo II, provoca aumento da produção de ATP
intracelular e a célula ou tecido atingido melhoram a sua arquitectura e função.
Até hoje sempre pensávamos que as informações biológicas estivessem
somente armazenadas nas estruturas moleculares. Pode ser que as
informações estejam armazenadas em locais do organismo na forma de
campos electromagnéticos que podem ser usados na regulação biológica e na
comunicação celular ou que as próprias ondas electromagnéticas fazem com
que as estruturas moleculares voltem novamente a funcionar correctamente.
Utilizando o aparelho denominado “SQUID” (superconducting quantum
interference detecting magnetometer) vários cientistas detectaram e
identificaram dentro de organismos vivos, depósitos de um material magnético
denominado magnetita . Este mineral está presente no sistema nervoso central,
na forma de unidades de cristais celulares ligados de uma maneira específica e
sempre associados com abundantes conexões neurais. Recentemente este
material agora chamado, “órgão magnético”, foi capaz de detectar com grande
precisão, a força, a polaridade e a direcção do campo magnético da Terra. Os
pombos-correios apresentam nos neurónios cerebrais grande quantidade de
magnetita.
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Actualmente tornou-se evidente que o campo magnético da Terra é um
factor considerável no nosso meio ambiente sendo uma força física da qual
derivamos informações de grande importância no funcionamento do nosso
corpo.
Estamos apenas no início da compreensão das relações entre a biologia
e o campo geo magnético, assim como das forças eléctricas e magnéticas
intrínsecas e extrínsecas ao corpo ou quais informações elas seriam
portadoras.
Acreditamos que em um futuro próximo os campos electromagnéticos
serão empregados na medicina onde os meios químicos falharam. O ideal seria
o emprego correcto de ambos em conjunto.
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