Explorando el Espectro Electromagnético: Ondas, Aplicaciones y Diagnóstico Médico

Ondas Electromagnéticas: Fundamentos y Propiedades

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse y pueden hacerlo en el vacío a 300.000 km/s (velocidad de la luz). Siguen una trayectoria rectilínea y su velocidad es constante. Al pasar de un medio a otro, la frecuencia es constante y la velocidad varía para cada longitud de onda. Son ondas transversales formadas por la oscilación de un campo eléctrico y uno magnético perpendiculares entre sí. El espectro electromagnético abarca desde las ondas más largas (ondas de radio) hasta las más cortas (rayos gamma).

Tipos de Ondas Electromagnéticas y sus Aplicaciones

Ondas de Radio

Con una longitud de onda del orden del metro, las ondas de radio (también llamadas radioeléctricas o hertzianas) se clasifican en ondas largas, medianas y cortas, utilizadas para la emisión y recepción de mensajes sonoros. Las ondas VHF y UHF se emplean en la emisión de televisión. Las microondas tienen aplicaciones en radares, comunicaciones satelitales, medicina y hornos de alimentos.

Rayos Infrarrojos

Toda molécula con una temperatura superior al cero absoluto emite rayos infrarrojos (a mayor temperatura, mayor intensidad). Son ondas térmicas irradiadas por todos los cuerpos debido al movimiento de sus átomos y absorbidas por la mayoría de los materiales. El sol es la principal fuente de rayos infrarrojos. Cuando se calienta un objeto, emite radiaciones infrarrojas cuya longitud de onda disminuye; a mayor temperatura, mayor frecuencia. A partir de 700°C, se emite calor y luz roja.

Luz Visible

La luz visible comprende las ondas que puede percibir el ojo humano. La luz blanca es una combinación de ondas con igual energía. Newton fue el primero en descomponer la luz visible blanca del sol en sus siete componentes mediante un prisma: rojas (menor frecuencia) y violetas (mayor frecuencia).

Rayos Ultravioleta

Los rayos ultravioleta son emitidos por el sol y poseen la energía necesaria para producir la ionización de los átomos y la formación de la ionosfera. También pigmentan la piel humana. La capa de ozono absorbe la mayor parte de los rayos UV, ya que en exceso causan quemaduras en la piel.

Rayos X

Los rayos X son invisibles y tienen un gran poder de penetración. Atraviesan la piel, pero no los huesos. Se originan cuando los electrones chocan con un cuerpo sólido y denso. Pueden causar daños orgánicos, pero se utilizan ampliamente en medicina.

Rayos Gamma

Los rayos gamma son ondas emitidas por núcleos radiactivos que no se desvían en campos eléctricos ni magnéticos. Son las más penetrantes, capaces de atravesar láminas de aluminio de 1 metro de espesor. Tienen escaso poder ionizante y forman parte de los rayos cósmicos. Pueden tener efectos nocivos, pero se utilizan en tratamientos anticancerosos, esterilización de elementos quirúrgicos y preservación de alimentos.

Aplicaciones en Radiología y Diagnóstico Médico

Radiología Convencional

Utiliza aparatos de rayos X para obtener imágenes en placas radiográficas a partir de la absorción de los rayos a través de los tejidos.

Tomografía Computada (TC)

Es un perfeccionamiento de la radiología tradicional. Los rayos X se procesan mediante una computadora para obtener una aproximación tridimensional del paciente.

Densitometría Ósea

Utiliza rayos X y un software para determinar la densidad ósea y detectar la osteoporosis.

Resonancia Magnética (RM)

Los tomógrafos computarizados emiten ondas que son absorbidas por distintos órganos, generando imágenes de alta definición. Es eficiente para la detección anticipada de enfermedades sin usar procedimientos riesgosos.

Ecografía

Genera imágenes mediante el análisis computarizado de las ondas emitidas y absorbidas por los tejidos. Se utiliza para estudiar la región ginecológica, abdominal y el corazón.

Medicina Nuclear

Utiliza una cámara gamma para realizar estudios dinámicos que observan el metabolismo del cuerpo y el funcionamiento de los órganos. Requiere la incorporación de una sustancia inocua para el paciente. Permite el diagnóstico precoz de metástasis óseas y el funcionamiento cardíaco y renal.

Transductores

Son cristales piezoeléctricos que pueden emitir y recibir ondas de sonido de diferente frecuencia. La onda atraviesa la piel y penetra el abdomen. Se utilizan en la producción ganadera.

Equipos Doppler

Convierten la frecuencia de la onda sonora que se refleja en los órganos internos en señales audibles. Se utilizan para detectar la preñez y el tiempo de gestación de la cerda, por ejemplo.