TECNICATURA UNIVERSITARIA EN HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO

MATERIA: FÍSICA GENERAL

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN: MAGNETISMO: RIESGO ELÉCTRICO

INVESTIGACIÓN: MAGNETISMO RIESGO ELÉCTRICO

Historia del magnetismo

El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión
sobre otros materiales. El único imán natural conocido es un mineral llamado magnetita, sin
embargo, todos los materiales son influidos, en mayor o menor forma, por la presencia de un campo
magnético.

En algunos de ellos es más fácil detectar estas propiedades magnéticas, como por ejemplo el níquel,
el hierro o el cobalto. Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por primera vez por los antiguos
griegos, aunque durante siglos se creyó que las magnetitas contenían ciertas propiedades curativas.
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Introducción a los campos electromagnéticos

El término “campo electromagnético” (CEM) se utiliza con frecuencia en sentido genérico, pero en
realidad abarca una amplia gama de frecuencias sumamente diferentes en cuanto a sus aspectos
físicos y biológicos, los campos eléctricos y magnéticos se pueden considerar independientes entre
sí, si la intensidad es suficiente, los campos eléctricos y magnéticos pueden estimular las células
nerviosas y musculares, mientras que en el rango de RF(radio frecuencia) la absorción de energía
(calentamiento) puede provocar efectos biológicos. El rango de FI (frecuencia intermedia) se
caracteriza por el hecho de que el mecanismo de estimulación celular va perdiendo eficacia
mientras que el calentamiento no es del todo eficiente.

Los campos magnéticos y eléctricos estáticos y oscilantes y los CEM pueden ser de origen natural,
como el campo magnético estático de la Tierra o los campos eléctricos estáticos generados por
fricción (por ejemplo, cuando se producen pequeñas descargas eléctricas al quitarse la ropa). Los
relámpagos generan campos electromagnéticos de banda ancha que van desde la baja frecuencia
(LF, por sus siglas en inglés) hasta la RF. Una importante fuente natural de CEM de RF es la
actividad solar.

El uso técnico de la electricidad genera principalmente campos con variación sinusoidal que pueden
situarse en los rangos de LF (p.ej. ferrocarriles, electrodomésticos, líneas eléctricas), FI (p. ej.
bombillas de bajo consumo, sistemas electrónicos antirrobo) o RF (p. ej. antenas de radiodifusión,
dispositivos de telecomunicaciones móviles, hornos microondas).

Los SMF de carácter técnico tienen su origen en los imanes permanentes (como los utilizados en los
broches magnéticos u otro tipo de cierres de collares, ropa interior, bolsos o carteras) o en corrientes
eléctricas continuas (como las de los dispositivos alimentados por baterías). Las imágenes médicas
por resonancia magnética (IRM) y algunas industrias utilizan campos magnetostáticos de gran
intensidad.
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TEORÍA DEL MAGNETISMO

El deseo de explicar los fenómenos del magnetismo y aumentar el conocimiento de muchas de las
propiedades no lineales observadas en los materiales magnéticos ha dado lugar a varios intentos de
construir una teoría del magnetismo. Uno de los primeros en intentarlo fue AMPERE, quien sugirió
hace cien años que la imanación de una sustancia se debe a la orientación de moléculas que
contienen corrientes eléctricas. Aun cuando la idea de AMPERE era demasiado vaga para ser útil,
salvo desde un punto de vista filosófico, resultó tan sorprendentemente próxima a la realidad que
constituye la introducción a la teoría actual desarrollada durante los últimos años hasta el extremo
de poder explicar cualitativamente gran número de efectos observados e incluso, algunos de ellos,
cuantitativamente. No obstante, a pesar de estos adelantos, el desarrollo de la teoría se halla aún
muy atrasado frente a las últimas mejoras de las propiedades magnéticas de los materiales
empleados en la industria. Estas mejoras se han logrado casi exclusivamente mediante
investigaciones empíricas y solamente en los últimos años se ha desarrollado la teoría hasta el punto
de poder servir como guía útil para la experimentación.

PROPIEDADES MAGNÉTICAS

Son productos de los momentos magnéticos asociados con los electrones individuales. Cuando el
electrón gira alrededor del núcleo se convierte en una carga eléctrica en movimiento, por lo que se
genera un momento magnético. cada electrón gira alrededor de sí mismo creando un momento
magnético.

. El momento magnético neto de un átomo es la suma de los momentos magnéticos generados por
los electrones. si incluye los momentos orbitales, de rotación, y el hecho de que los
momentos pueden cancelarse.

. En los átomos en donde el nivel de energía de los electrones está completamente lleno, todos los
momentos se cancelan. Estos materiales no pueden ser magnetizados permanentemente. (gases
inerte y algunos materiales iónicos) de acuerdo a su propiedades magnéticas y cuando los materiales
se someten a un campo magnético, esto se puede clasificar en:
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DIAMAGNÉTICOS: los materiales diamagnéticos son devilmentes repelidos por las zonas de
campo magnéticos elevados. Cuando se someten a un campo, los dipolos se orientan produciéndose
campos magnéticos negativos, contrarios al campo aplicado. Los valores de susceptibilidad de estos
materiales es pequeña y negativa y su permeabilidad próxima a la unidad.

El bismuto es el material más diamagnético que existe.

PARAMAGNÉTICOS: Los materiales paramagnéticos son débilmente atraídos por las zonas de
campo magnético intenso. se observa frecuentemente en gases.

Los momentos dipolares se orientan en dirección al campo y tiene permeabilidad próximas a la

unidad y su susceptibilidad es pequeña pero positiva. Este efecto desaparece al dejar de aplicar el
campo magnético. Es decir que el paramagnetismo se produce cuando las moléculas de una
sustancia tiene un momento magnético permanente.

Los materiales paramagnéticos más conocidos son el aluminio, platino y titanio.

FERROMAGNÉTICOS: Se caracterizan por ser siempre metálicos y su magnetismo no es debido a

los dipolos. este magnetismo puede ser conservado o eliminado según se desee, estos materiales son
frecuentementes atraídos por la zona de campo magnético intenso (presentan además fenómenos de
histéresis y existen dominios ferromagnéticos)

Los materiales ferromagnéticos más conocidos son el hierro, el cobalto y el níquel.

FERROMAGNÉTICOS: Es la base de la mayoría de los imanes de utilidad los materiales

magnéticos cerámicos se basan en un fenómeno ligeramente diferente. En cuanto a la histéresis el
comportamiento es básicamente lo mismo. sin embargo la estructura cristalina de la mayoría de los
materiales magneticos ceramicos comunes implica un emparejamiento antiparalelos de los spines de
los electrones, reduciendo por lo tanto el movimiento magnético neto que es posible alcanzar en los
metales.

El material más conocido de ferromagnético es el ferrita.

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Electricidad y Magnetismo

La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados y son temas de gran importancia

en la física. Usamos electricidad para suministrar energía a las computadoras y para hacer que los
motores funcionen. El magnetismo hace que un compás o brújula apunte hacia el norte, y hace que
nuestras notas queden pegadas al refrigerador. Sin radiación electromagnética viviríamos en la
oscuridad, la luz es una de sus muchas manifestaciones.

La electricidad puede existir como carga estacionaria, conocida como electricidad estática; también
puede estar en movimiento y fluyendo, conocida como corriente eléctrica. Las partículas
subatómicas tales como los protones y electrones, poseen cargas eléctricas minúsculas. En tiempos
relativamente recientes, la humanidad ha aprendido a almacenar el poder de la electricidad.

Este poder, y los muchos tipos de circuitos y dispositivos eléctricos que el hombre ha inventado,
han transformado el mundo de manera radical. La electricidad también juega un papel importante
en el mundo natural, cuando se generan poderosos rayos que producen señales que se desplazan a
través de nuestros nervios.

El magnetismo es primo hermano de la electricidad, algunos materiales, tales como el hierro, son
atraídos por imanes, mientras que otros, como el cobre, ignoran su influencia. Describimos el
movimiento de objetos influenciados por imanes en términos de campos magnéticos.

Sabemos que los imanes tienen polo norte y polo sur, y que polos iguales se rechazan entre sí,
mientras que polos opuestos se atraen.

La electricidad y el magnetismo son dos caras de una simple fuerza fundamental. Al acelerar un
imán se producirá una corriente eléctrica, si varías el flujo de electricidad, se origina un campo
magnético. Estos principios los usamos en la construcción de motores y generadores.
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Alterar los campos magnéticos produce radiación electromagnética, esta energía de movimiento
muy rápido ocurre en una forma continua conocidas como espectro electromagnético, que abarca de
ondas de radio y microondas a luz ultravioleta, luz visible luz infrarroja, y los potentes rayos X y
rayos gamma .

Cuando el espectro es separado en sus constituyentes por un espectroscopio, el espectro

electromagnético revela mucho sobre objetos distantes tales como las estrellas. Hacemos uso de
nuestro conocimiento sobre este tipo de radiación en la construcción de telescopios para ver los
cielos, radios para comunicación, y máquinas de rayos X para diagnósticos médicos.

La sociedad humana moderna hace uso de la electricidad y el magnetismo de muchas maneras, los
generadores en las plantas de energía convierten el vapor en flujo eléctrico, el cual vuelve a
convertirse en energía mecánica cuando la corriente llega hasta un motor. Un láser lee la
información de un disco compacto, y convierte los patrones microscópicos en sonidos audibles
cuando las señales eléctricas llegan hasta las bocinas, los semiconductores de las computadoras
canalizan el flujo de información contenida en pequeñas señales eléctricas

Relación entre campos eléctricos y magnéticos

A continuación se comentan, de forma cualitativa, algunas de los fenómenos que ponen de

manifiesto la interacción entre campo eléctricos y campos magnéticos:

● · Una brújula cambia de orientación cerca de una corriente eléctrica: las brújulas son
pequeños imanes sujetos a un soporte de forma que puedan girar libremente. De forma casi
fortuita, el científico danés Oersted se percató de que una brújula sufría desviaciones al estar
cerca de una corriente eléctrica. Si se disponen varias brújulas en torno a un hilo conductor,
se observa que cuando no circula corriente eléctrica, todas ellas apuntan al Norte de la
Tierra, debido al efecto del campo magnético terrestre (sección sabías que... de esta página).
Si se hace circular una corriente, se orientan formando una circunferencia en torno al hilo.
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En ausencia de corriente eléctrica las brújulas apuntan al Norte (a). Cuando circula una corriente
por el conductor las brújulas se orientan en torno al conductor (b).

A partir de este hecho se empezó a estudiar la relación existente entre la electricidad y el

magnetismo, fenómenos que se consideraban independientes. Se comprueba que, además de los
imanes, la corriente eléctrica genera campo magnético y finalmente se concluye que el campo
creado por los imanes responde a corrientes eléctricas a nivel microscópico por lo que:

La corriente eléctrica es la única fuente de campo magnético

Un hilo de corriente sufre una fuerza en presencia de un campo magnético: en este caso la
relación entre corriente eléctrica y magnetismo se manifiesta de forma inversa que en el ejemplo
anterior: un hilo de corriente, cuando se encuentra en una región del espacio en la que existe un
campo magnético, sufre una fuerza perpendicular al hilo. Si se invierte el sentido de la corriente se
comprueba que la desviación del hilo se produce en sentido contrario.
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.La fuerza ejercida por el campo magnético que sufre un conductor por el que circula una corrient
eléctrica cambia de sentido si se invierte el sentido de la corriente

Es decir, no sólo los imanes sufren una fuerza en presencia de un campo magnético, también
podremos calcular la fuerza de B sobre un hilo de corriente.

● Inducción magnética: con el primer ejemplo quedó en evidencia que una corriente
eléctrica genera un campo. ¿Sucede el fenómeno inverso?, es decir, ¿un campo magnético
genera un campo eléctrico? Se comprueba que si, por ejemplo, se acerca y se aleja un
imán cerca de un material conductor se detecta una intensidad de corriente, pero si el
imán permanece en reposo desaparece esa corriente. A este proceso se le denomina
inducción magnética y se resume diciendo que un campo magnético (exactamente, flujo
magnético) variable genera una corriente eléctrica. Este hecho fue enunciado por primera
vez por Faraday (Ley de Faraday) y constituye el principio básico del funcionamiento de
los generadores eléctricos.

● Espectro electromagnético: todas estas interacciones entre campos eléctricos y campos

magnéticos fueron resumidas y formuladas matemáticamente por Maxwell en las
llamadas ecuaciones de Maxwell; quedan demostradas también la existencia de las ondas
electromagnéticas. El primero en generar estas ondas predichas teóricamente por
Maxwell fue Hertz, quien las llamó ondas de radio. Estas ondas están formadas por un
campo magnético B y uno eléctrico E, perpendiculares entre sí y perpendiculares a la
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dirección de propagación, que se transmiten en el vacío a la velocidad c de 3 108 m/s,

cumpliéndo en cualquier instante la relación E = c B.

● El conjunto de estas ondas en todo su rango posible de frecuencias constituye el espectro

electromagnético, del cual la luz visible representa un pequeño intervalo (entre 400 y 700
nm de longitud de onda).

RIESGOS PARA LA SALUD

Cuando nos exponemos a un campo electromagnético una parte de la radiación es reflejada, otra
parte nos atraviesa y otra parte es absorbida.
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Si existe absorción de energía se puede suponer que existe algún efecto físico o biológico. Pero
la existencia de un efecto biológico no quiere decir que se afecta la salud. Nuestro organismo
dispone de mecanismos de protección a diversos niveles que pueden controlar los efectos que se
producen.

Los efectos que se producen en nuestro cuerpo derivan de dos mecanismos básicos: La
producción y orientación de cargas eléctricas y la inducción de corrientes eléctricas.

Algunos efectos biológicos que se pueden observar y medir son:

● Alteración del pasaje de Calcio por la membrana celular

● Cambios en la permeabilidad de la membrana hemato-encefálica (que rodea el cerebro)
● Pérdida de la capacidad citotóxica (destruir células invasoras) de los linfocitos.
● Cambios en la actividad enzimática intracelular, lo que puede afectar la correcta
reparación del daño en el ADN
● Cambios en las ondas del Electro-Encéfalo-Grama

Antes de tratar los efectos sobre la salud hay que considerar que existen dos tipos de efectos, los
efectos inmediatos o agudos que se pueden medir en forma rápida y los efectos a largo plazo para
los que se requiere de un cierto tiempo.

Algunas personas atribuyen a los campos de RF síntomas no específicos, como dolores de

cabeza, cansancio y mareos. Estos casos han despertado preocupaciones sobre si hay personas
considerablemente más sensibles a los campos electromagnéticos que otras, fenómeno conocido
como intolerancia ambiental idiopática atribuida a campos electromagnéticos (IEI-EMF, por sus
siglas en inglés), o también “hipersensibilidad electromagnética”.

Hasta el rango de RF, los campos eléctricos y magnéticos se pueden considerar independientes
entre sí, mientras que en el rango de RF están fuertemente acoplados, como los eslabones de una
cadena. En el rango de FEB, si la intensidad es suficiente, los campos eléctricos y magnéticos
pueden estimular las células nerviosas y musculares, mientras que en el rango de RF la absorción
de energía (calentamiento) puede provocar efectos biológicos. El rango de FI se caracteriza por
el hecho de que el mecanismo de estimulación celular va perdiendo eficacia mientras que el
calentamiento no es del todo eficiente.

Exposición laboral
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Muchos trabajadores reciben mayor exposición en el trabajo que en el hogar, aunque estén
menos tiempo en él. En los lugares de trabajo los campos suelen ser mayores que en los hogares,
debido a que hay un mayor número de elementos eléctricos.

Por ejemplo, el valor medio del campo magnético encontrado en trabajadores de oficina es de
0.18 μT, según [a] 10 . Ciertos tipos de industrias tienen equipos que demandan valores elevados
de corriente y producen, por tanto, mayores niveles de campo.

En la industria eléctrica, algunos ejemplos pueden ser las barras de alta tensión en las
instalaciones de energía, y algunos equipos de compensación de la potencia reactiva. En otro tipo
de industrias, algunos procesos como los electrolíticos pueden producir campos elevados. En
general, estos campos sólo afectan a trabajadores específicos y no al público en general.

La exposición laboral, aunque predominantemente debida a los campos que se generan a las
frecuencias de consumo, 50-60 Hz, también puede incluir otras frecuencias. Se ha encontrado
que el promedio de la exposición a campos magnéticos para las ocupaciones relacionadas con la
electricidad es superior al de otras tareas, tales como las de oficina, con valores que oscilan entre
0.4–0.6 μT para los electricistas y los ingenieros eléctricos, y alrededor de 1.0 μT en los
trabajadores de líneas de transporte de energía, siendo máxima la exposición de los soldadores,
los maquinistas de ferrocarril y los operadores de máquinas de coser (por encima de 3 μT). Las
exposiciones máximas a campos magnéticos en el lugar de trabajo pueden llegar a ser de
alrededor de 10 mT, en casos extremos, y están asociadas de manera directa con la presencia de
conductores portadores de corrientes altas.

En la industria de suministro de energía eléctrica, los trabajadores pueden estar expuestos a

campos eléctricos de hasta 30 kV m-1 .

Normas y recomendaciones internacionales.

Las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud y la International Commission on

Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) se basan, a la hora de limitar la exposición, en los
efectos inmediatos y a corto plazo sobre la salud, tales como estimulación nerviosa y muscular,
absorción de energía, descarga eléctrica y quemaduras producidas por el contacto con objetos
conductores. A la frecuencia de 50-60 Hz, dichos efectos están relacionados con la densidad de
corriente inducida en el organismo y se observan a partir de 10 mA/m2. Puesto que esta
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magnitud no es directamente medible, los límites para el campo eléctrico y magnético externo se
calculan a partir de modelos y cálculos aproximados de la corriente inducida en el cuerpo
humano por campos externos, por lo que los valores recomendados varían ligeramente
dependiendo del modelo y del factor de seguridad utilizados.

Con respecto a los posibles efectos a largo plazo, tales como un incremento en el riesgo de
cáncer, la posición adoptada por los organismos que han formulado las distintas normas y
recomendaciones es que, aunque la investigación epidemiológica ha proporcionado alguna
indicación de posibles efectos carcinogénicos, los datos disponibles no son suficientes para servir
como base sobre la que establecer límites de exposición.

Los límites recomendados por el ICNIRP para la exposición continua del público a campos de 50
Hz son de 100 µT para la inducción magnética y 5 kV/m para la intensidad de campo eléctrico.
En el caso de exposición laboral, dichos límites son 500 µT y 10 kV/m, respectivamente. Estos
límites han sido adoptados en la Propuesta de Recomendación del Consejo de las Comunidades
Europeas COM (1998) 268.

BIBLIOGRAFÍA

M.I.T. Massachusetts Institute of Technology (1965).

Circuitos magnéticos y transformadores.Barcelona,Editorial Reverté. Recuperado de

https://elibro.net/es/ereader/ucasal/172515?page=15.
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