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# Polarización: Una diferencia clave entre los campos electromagnéticos de origen humano y natural, en relación con la actividad biológica
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**Dimitris J. Panagopoulos¹,²,³, Olle Johansson⁴ & George L. Carlo⁵**
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## Resumen
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En el presente estudio se analiza el papel de la polarización en la actividad biológica de los Campos Electromagnéticos (CEM) / Radiación Electromagnética (REM). Se destaca que todos los CEM/REM de origen humano, a diferencia de los naturales, son polarizados, lo cual incrementa su actividad biológica mediante dos mecanismos principales:
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1. La capacidad de producir efectos de interferencia constructiva que amplifican la intensidad del campo en diversas ubicaciones.
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2. La capacidad de forzar a las moléculas cargadas o polares (especialmente iones libres) a oscilar en planos paralelos y en fase con el campo aplicado, afectando los canales iónicos en la membrana celular.
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## Introducción
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Un gran número de estudios realizados en las últimas décadas ha indicado que la exposición a CEM de origen humano puede desencadenar efectos biológicos adversos (daño en el ADN, muerte celular, cáncer, etc.), incluso a intensidades mucho menores que las exposiciones a CEM naturales. La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) ha clasificado tanto los campos magnéticos ELF como los CEM de radiofrecuencia como posiblemente carcinogénicos.
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> **Nota:** La intensidad de la REM solar incidente sobre el cuerpo humano varía normalmente entre 8 y 24 mW/cm², mientras que la radiación emitida por un teléfono móvil en “modo conversación” es menor a 0.2 mW/cm².
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## Polarización en CEM/REM
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### CEM/REM Naturales vs. CEM/REM de Origen Humano
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- **Naturales:**
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- Se producen mediante transiciones moleculares, atómicas o nucleares de orientación y fase aleatoria.
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- Cada fotón oscila en un plano distinto, lo que resulta en una radiación no polarizada.
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- **De Origen Humano:**
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- Se generan a partir de circuitos osciladores (por ejemplo, circuitos de Thomson), donde los electrones libres oscilan en direcciones específicas.
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- Estas ondas son polarizadas (usualmente linealmente) y su plano de polarización está determinado por la geometría del circuito.
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> **Dato adicional:** La superposición de ondas polarizadas coherentes puede generar interferencia constructiva (picos de alta intensidad) o destructiva, dependiendo de la diferencia de fase.
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## Intensidad de Campo vs. Intensidad de Onda
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Las ondas electromagnéticas armónicas planas tienen componentes de campo eléctrico y magnético descritas por:
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\[
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E = E_0 \sin\left(\omega t - kr\right) \quad \text{y} \quad B = B_0 \sin\left(\omega t - kr\right)
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\]
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donde:
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- \( r \): distancia desde la fuente.
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- \( t \): tiempo.
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- \( \omega \): frecuencia angular.
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- \( k \): número de onda.
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La intensidad de la onda, representada por el vector de Poynting \(\vec{J}\), es:
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\[
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\vec{J} = \varepsilon_0 c\, \vec{E} \times \vec{B}
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\]
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Y su valor medio depende del cuadrado de la amplitud del campo eléctrico:
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\[
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\langle \varepsilon \rangle = \frac{1}{2} \varepsilon_0 E^2
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\]
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## Superposición de Ondas Electromagnéticas
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### Ondas No Polarizadas
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- Al superponer dos ondas no polarizadas (con polarizaciones aleatorias), la suma de los campos eléctricos se anula en promedio.
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- La intensidad de onda resultante es la suma de las intensidades individuales, pero los campos netos son prácticamente cero en cada punto, por lo que no se producen efectos de interferencia local significativos.
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### Ondas Polarizadas Coherentes
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- Cuando se superponen ondas polarizadas de la misma dirección y con diferencia de fase constante, se pueden producir interferencias constructivas (aumento máximo de la intensidad) o destructivas (disminución o anulación de la intensidad).
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- **Ejemplo:** Dos fuentes idénticas producen en puntos de interferencia constructiva un campo eléctrico resultante igual a la suma de ambos, mientras que en puntos de interferencia destructiva se cancelan mutuamente.
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## Inducción de Oscilaciones Forzadas en Tejidos Vivos
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- **Mecanismo:** Los CEM/REM polarizados forzan a los iones libres en el tejido biológico a oscilar en un mismo plano y en fase, induciendo oscilaciones forzadas en biomoléculas críticas.
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- Esta oscilación coherente de los iones puede alterar el funcionamiento de los canales iónicos electrosensibles en la membrana celular, perturbando el balance electroquímico y, en consecuencia, la función celular.
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- Se ha demostrado que incluso oscilaciones de energía muy inferior a la energía térmica promedio pueden desencadenar efectos biológicos significativos.
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> **Ejemplo práctico:**
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> En experimentos, la exposición de *E. coli* a radiación de 51.76 GHz con distintas polarizaciones mostró inhibición de la reparación del ADN dependiendo del tipo de polarización utilizada (lineal o circular).
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## Discusión
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- Los CEM/REM polarizados de origen humano tienen la capacidad de crear “puntos calientes” donde se produce una amplificación de la intensidad de campo, fenómeno que no se observa con la radiación natural.
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- Aunque la radiación natural (como la solar) presenta intensidades mayores, su naturaleza no polarizada y la exposición prolongada durante la evolución han permitido la adaptación de los organismos.
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- En contraste, los CEM/REM polarizados inducidos por la tecnología humana, a pesar de sus bajas intensidades, pueden desencadenar efectos biológicos adversos debido a la interferencia constructiva y la oscilación forzada de iones.
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- Se enfatiza la necesidad de realizar estudios experimentales que comparen directamente los efectos de la radiación polarizada y no polarizada con otras características idénticas (intensidad, frecuencia, forma de onda).
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## Conclusiones
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El análisis teórico presentado evidencia que la polarización es un factor clave en la capacidad de los CEM/REM de origen humano para inducir efectos biológicos. Esta propiedad aumenta la probabilidad de iniciación de efectos adversos, como daño en el ADN y alteración de la función celular, a pesar de que la energía de dichos campos sea significativamente inferior a la de la radiación natural.
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## Referencias
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## Agradecimientos
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El estudio fue apoyado por el Instituto Karolinska (Estocolmo, Suecia), la Irish Doctors Environmental Association y la Alliance for Irish Radiation Protection.
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El Dr. Panagopoulos agradece al Dr. G. Pantelias y al Dr. A. Stubos del Centro Nacional de Investigación Científica “Demokritos” (Atenas, Grecia).
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El Prof. Johansson agradece a Einar Rasmussen (Noruega) y a Brian Stein (Reino Unido) por su apoyo general.
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## Contribuciones de los Autores
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- **Análisis de datos:** D.J.P., O.J. y G.L.C.
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- **Redacción y revisión del artículo:** D.J.P., O.J. y G.L.C.
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- **Concepción y diseño del estudio:** D.J.P.
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- **Redacción de ecuaciones y realización de cálculos:** D.J.P.
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## Información Adicional
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**Intereses financieros en competencia:** Los autores declaran no tener intereses financieros en competencia.
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## Cómo citar este artículo
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Panagopoulos, D. J. et al. *Polarization: A Key Difference between Man-made and Natural Electromagnetic Fields, in regard to Biological Activity*. Sci. Rep. 5, 14914; doi:10.1038/srep14914 (2015).
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