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Pulso electromagnético.


  • Por: Germán Flórez

  • Código. 257757

  • Ingeniería de Sistemas



    1. Resumen

    2. En este artículo científico hablaremos de los pulsos electromagnéticos, de sus características generales, de su concepto físico, las consecuencias que trae e inclusive como construir una pequeña bomba casera de pulso electromagnético.

    3. Ya es bien sabido por todos que el pulso electromagnético es usado como un arma para dejar inservible todo aparato electrónico de un enemigo o mejor dicho de quien se encuentre en el radio de acción de este, pero en las películas que es donde más nos han mostrado este fenómeno, nunca nos han explicado porque esto sucede, y menos como se va dando este fenómeno.

    4. Esta puede ser un arma demasiado poderosa más ahora que la mayoría de los artefactos usados son de índole electrónica, esto permitiría dejar a un enemigo sin posibilidad de ataque, y menos de ataque a grandes distancias.

    5. Abstract

    6. In this article we will discuss scientific electromagnetic pulses, their general characteristics, its physical concept, the consequences that brings, and even how to build a small homemade electromagnetic pulse bomb.


    7. It is well known to all that the electromagnetic pulse is used as a weapon to make useless any electronic device or rather an enemy who is in the range of this, but in movies that is where we have shown us this phenomenon, we never explained why this happens, and less like it is giving this phenomenon.

    8. This can be a weapon too powerful but now that most of the artifacts used are electronic in nature, this would leave no possibility of an enemy attack, and less long-range attack.



    1. Introducción

    2. “Un pulso electromagnético o PEM es un campo electromagnético de alta intensidad y corta duración que puede ser generado por una emisión de energía electromagnética o por una fluctuación intensa de un campo magnético a causa del efecto Compton en electrones y fotoelectrones.

    3. Es frecuente la generación de pulsos electromagnéticos en explosiones nucleares o impactos de meteoritos de gran tamaño, en cuyo caso la mayor parte de la energía del pulso electromagnético se distribuye en la banda de frecuencias de entre 3 Hz y 30 kHz. El pulso resultante pueden interferir en sistemas eléctricos y electrónicos provocando picos de tensión que pueden dañarlos.”



    4. Reseña histórica

    5. “En julio de 1962, una prueba nuclear estadounidense de 1,44 megatones a 400 km de la superficie, en el espacio. Sobre el centro del Océano Pacífico, llamado "the Starfish Prime test", le demostró a los científicos nucleares que la magnitud y los efectos de una explosión nuclear de gran altitud son mucho más grandes de lo que se había calculado previamente. "the Starfish Prime test" produjo daños en Hawái a más de 800 millas de distancia desde el punto de detonación, golpeando alrededor de 300 farolas, así como daños en una compañía telefónica. Los daños provocados por el PEM de esta prueba fueron reparados rápidamente debido a la modesta (en comparación con los de hoy) infraestructura electrónica de Hawái en 1962.

    6. La magnitud relativamente pequeña del PEM de "the Starfish Prime test" en Hawái (alrededor de 5.600 voltios / metro) y la relativamente pequeña cantidad de daño causado (por ejemplo, sólo se apagaron entre un uno y un tres por ciento de las farolas) llevó a algunos científicos a creer, en los primeros días de la investigación, que el problema podría no ser tan significativo. Cálculos más recientes mostraron que si la ojiva de "the Starfish Prime test" se hubiera detonado en el norte continental de los Estados Unidos, la magnitud del PEM habría sido mucho mayor (22.000 a 30.000 voltios/ metro) debido a la mayor fuerza del campo magnético en el continente, así como la orientación del campo magnético terrestre en las altas latitudes. Para inutilizar aparatos electrónicos bastaría con un impulso (4.000 voltios/metros). Estos nuevos cálculos, junto con la cada vez más común dependencia de la microelectrónica, hacen pensar que un PEM podría ser algo muy grave.”



    7. Características de una explosión nuclear con PEM

    8. “El caso de un pulso electromagnético nuclear difiere de otra clase de pulsos electromagnéticos al consistir en un complejo multi-pulso electromagnético. El multipulso es generalmente descrito en tres componentes, y estos componentes han sido definidos por los estándares de la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC, International Electrotechnical Comission)

    9. Los 3 componentes del PEM nuclear, definidos por el IEC, son llamados E1, E2 y E3.

    • El pulso E1 es una componente muy rápida del PEM nuclear. Esta componente genera un campo eléctrico que induce voltajes muy intensos y rápidos en los conductores eléctricos. E1 es la componente que puede destruir ordenadores y equipos de comunicación y es además muy rápida para los protectores habituales contra rayos. La componente E1 es producida cuando la radiación gamma producida por la detonación nuclear golpea a los electrones de los átomos de las capas superiores de la atmósfera. La velocidad de los electrones se encuentra en las velocidades relativistas (más del 90% la velocidad de la luz). Esencialmente esto produce un gran pulso de corriente eléctrica vertical en las capas altas de la atmósfera sobre toda el área afectada. Esta corriente eléctrica es amplificada por los campos magnéticos de la Tierra que produce un pulso electromagnético muy grande, pero muy breve que afecta al área.

    • La componente E2 del pulso tiene mucha similitud con los pulsos electromagnéticos producido por un rayo de una tormenta. Debido a esta similitud son los más fáciles de proteger porque los aparatos de protección contra rayos son capaces de asimilar bien esta componente.

    • La componente E3 del pulso es muy lento, tardando entre decenas y centenares de segundos, y está provocada por el calor de la detonación, seguida de la restauración del campo magnético a su posición natural. La componente E3 es muy similar a una tormenta geomagnética provocada por una llamarada solar muy extrema. Al igual que las tormentas geomagnéticas, la componente E3 puede producir corrientes inducidas en conductores largos dañando componentes como transformadores de líneas eléctricas.”

    1. Comportamiento del emp en material ferro magnético

    2. En los materiales ferro magnéticos los pem se transportan de forma muy relativa a la “permeabilidad” del material, es por eso que se mide un tiempo  en el cual se tiene en cuenta la “permeabilidad” para saber cuánto puede demorarse en transportarse el pulso.

    3. Además de esto en la película ferro magnética la permeabilidad se ve reducida en un 25% mientras se transporta el pulso.



    4. Grafico de bomba casera de pulso electromagnético

    5. Esta grafica de una especie de bomba de pulsos electromagnéticos la encontré en la internet, me pareció bastante curiosa, por eso decidí incluirla en mi artículo.

    6. Fig. 1 generador de pem casero

    7. Conclusiones

    • Los pulsos electromagnéticos pueden estar complejos por más de una actividad nuclear.

    • los pulsos electromagnéticos viajan a diferente velocidad según la permeabilidad del material que lo transporte.

    • Es de suma importancia que se maneje con cuidado un generador de pulsos electromagnéticos, ya que estos pulsos pueden llegar a hacer un gran daño.

    1. Referencias

    2. [1]The effects of simulated electromagnetic pulse on comercial aircraft, R.A Perala, IEEE transactions on electronic compatibility, vol 33, mayo 2 1991[2]Effect of magnetic relaxation times on electromagnetic pulse shielding, F. Zayek, IEEE transactions on magnetic, vol 24, Julio 4 1988

    3. [3]http://es.wikipedia.org/wiki/Pulso_electromagn%C3%A9tico.[4]http://www.gizmowatch.com/entry/howto-create-an-emp-bomb-of-your-own/

    1. Ultrasonido terapéutico para osteorradionecrosis:
      Comparación entre 1MHz y 45 kHz



    2. Maritza Ortegón Floriàn1

    3. Departamento de Ingenieria, Universidad Nacional de Colombia



    4. RESUMEN
      La osteorradionecrosis mandibular es una complicación grave crónica que puede seguir a la radioterapia. El ultrasonido terapéutico es una gran invento, barato y fácilmente disponibles a los medios de promoción revascularización y a la curación, aumentando profundidad de la ecografía y la penetración y, por tanto, parece ser más apropiado que el ultrasonido tradicional de alta frecuencia. El objetivo de este escrto es comparar un tratamiento nuevo que utiliza 45 kHz con el actual equipo de 1MHz estándar. Un 1MHz tradicionales máquina, en impulsos 1:4, con intensidades de 0,1, 0,4, 0,7 y 1.0W/cm2 (SAPA) se comparó con una onda larga máquina, 45 kHz, con intensidades de 5, 15, 30 y 50mW/cm2 (SA). El ultrasonido se ha aplicado en seres humanos con fibroblastos gingivales y osteoblastos mandibular in vitro. La multiplicación celular (síntesis de ADN) y el colágeno y análisis de proteínas no colágenas de síntesis se realizaron en el experimento tomado en cuenta, con timidina radiactiva y prolina, respectivamente. La proliferación de fibroblastos aumentó en un 47% a 0.7W/cm2 (1 MHz) y un 43% a 50mW/cm2 (45kHz), y la proliferación de osteoblastos aumentaron en un 52% a 1.0W/cm2 (1 MHz), y en un 35% a 30 mW / cm2 (45 kHz); la producción de colágeno fibroblasto aumentó en un 48% a 0,1 W / cm 2 (1 MHz), y en un 44% a 15mW/cm2 (45 kHz) y la producción de osteoblastos colágeno aumentó en un 55%a0.1W/cm2(1MHz) y por 112% en 30mW/cm2 (45kHz).

    5. Por tanto la ecografía de onda larga es capaz de inducir un fortalecimiento aún mayor de la formación ósea en comparación con la ecografía tradicioniendo en cuenta una mayor penetración que puede acelerar la curación de ultrasonido en osteorradionecrosis.

    6. Se sugiere una intensidad de la ecografía es 45 kHz 30mW/cm2.

    7. Palabras clave: la curación del hueso, el cáncer, la proliferación celular, la síntesis de colágeno, osteorradionecrosis, radioterapia, terapia ultrasónica



    8. 1nmortegonf@unal.edu.co

    1. INTRODUCCIÓN
      La radioterapia es una modalidad de tratamiento oral y esencial para los tumores malignos de la cabeza y el cuello. Por desgracia, induce alteraciones en los tejidos normales, resultando en principios y largo plazo complicaciones.

    2. Osteorradionecrosis mandibular es la complicación a largo plazo más grave de la radioterapia, con una incidencia variable, que va desde 2 hasta 44,2%. Con adecuada prevención, la incidencia sigue siendo alrededor de 2 ± 5%.

    3. Las modalidades de tratamiento incluyen la curación y los antibióticos [1, 2], hiperbárica
      La terapia de oxígeno [3, 4], la resección y la reconstrucción y, más recientemente, la revascularización con ultrasonido terapéutico, que se introdujo con éxito por Harris en 1992 [5].



    4. La ecografía es el término aplicado a las ondas sonoras, cuya frecuencia está por encima del límite de audibilidad humana, es decir, aproximadamente 20 kHz. El ultrasonido es una multiplicación
      las ondas de presión que puede transferir la energía mecánica en los tejidos. Sus aplicaciones se pueden dividir en diagnósticos, quirúrgicos y terapéuticas 6.

    • El diagnóstico por ultrasonidos utiliza una frecuencia de entre 3 y 5 MHz, y una muy baja intensidad (1 ± 50mW/cm2) para evitar el calentamiento de los tejidos.

    • Quirúrgico, (perturbadores) utiliza frecuencias muy bajas (20 ± 60 kHz) y las intensidades muy altas (por encima de 8 W / cm 2), aunque otras aplicaciones quirúrgicas son la utilización de las frecuencias altas (HIFU funciona a 0,5 ± 3MHz y en KW/cm2). Como el término sugiere, se utiliza principalmente en fisioterapia.

    1. Esto puede ser a través de su capacidad para generar calor, y también la activación de los tejidos, los llamados no térmicos (eVects). Varias aplicaciones no térmicos se han descrito en la literatura, y algunas aplicaciones de los tejidos blandos incluyen la estimulación de la regeneración de los tejidos [7 ± 10]; sangre en los músculos isquémicos crónicos [7],
      la síntesis de proteínas en fibroblastos [1], la curación de úlceras isquémicas varicosas [8], la reparación del tendón [1] y la angiogénesis en todo su espesor extirpado incisiones en la piel.
      Ultrasonido eVects en los huesos también se han evaluado en la reparación acelerada de la bula con los mejores resultados cuando son tratados con 1,5 MHz, utilizando 0,5W/cm2

    2. Del mismo modo, Tsai y sus colegas mostró que los bajos intensidades de la ecografía (1,5 MHz, pulsos, 0,5 W/cm2 (SAPA)) estimular la curación de la fractura en un modelo de conejo bula; sin embargo, también mostraron un eVect perjudiciales cuando la ecografía se aplica a 1,0 W/cm2 (SAPA). Para mayor claridad, la intensidad mediciones que se usan aquí son promediados espacialmente intensidad (SA), utilizados para el ultrasonido continuo, y el promedio espacial de impulsos promedio (SAPA), por pulsos de ultrasonido.
      El uso de intensidades mucho más bajas (rango de diagnóstico) ha sido recomendado para la aceleración de la fractura normal proceso de reparación (1,5 MHz, pulsos, 30mW/cm2 (SAPA)) [18 ± 20]. El uso de un fémur de rata modelo de fractura, Yang y colaboradores
      [6] observaron un mayor esfuerzo de torsión y torsión después stiVness ; el tratamiento de las fracturas con ultrasonido 0.5MHz, que alcanzó significancia en 50mW/cm2 (SAPA). También se ha tomado en cuenta, el cambio en la expresión de genes asociados con la formación del cartílago: expresión de los genes, lo cual fue significativamente mayor en 7 días después de la fractura, e inferior a los 21 días.

    3. El ensayo clínico controlado pulsado de baja intensidad (1.5MHz, 30mW/cm2 (SAPA)),
      para evaluar la cicatrización de las fracturas de la tibia sobre el ser humano se informó en 1994 [8]. El grupo tratado mostró una significativa disminución en el tiempo de curación clínica en comparación con el grupo control.
      Como se mencionó anteriormente, se ha establecido el uso de la ecografía como un medio importante de revascularización de la mandíbula osteorradionecrosis [5]. Los pacientes son tratados con ecografía (3 MHz, pulsado 1:4, 1 W/cm2 (SAPA)) por 40 sesiones de 15 minutos por día; 10 de 21 (48%) casos presentaron la curación cuando se tratan con desbridamiento y la ecografía sola. 11 casos mostraron menor grado de curación después del tratamiento con ultrasonido, pero curado por completo después de desbridamiento y cubrir con un local AP.

    4. Estos resultados son superiores a los convencionales tratamientos con oxigenoterapia hiperbárica y cirugía, donde el oxígeno hiperbárico sólo alcanzó la curación completa
      de osteorradionecrosis en el 15% de los casos del 70% requerido.



    5. El uso de infrarrojo cercano a la espectroscopia, se ha demostrado que los pacientes con
      osteorradionecrosis que recibieron tratamiento con ultrasonido mostrando una mejoría signi ficativa en la actividad metabólica, medida por un aumento en sus concentraciones desoxihemoglobina .

    6. La formación de huesos con estimulación in vitro utilizando impulsos 3MHz 01:04 ultrasonido, mostro mejores resultados en intensidades bajas (0,1 W/cm2 (SAPA)).



    7. Recientemente, un dispositivo de ultrasonido se ha desarrollado, que en lugar de utilizar las frecuencias de las tradicionales 1 ± 3 Mhz, utiliza ondas ultrasónicas «largas», a los 45 kHz . Esta es una frecuencia más baja con una combinación de longitud de onda larga, lo cual da una amplia forma divergente, con el volumen tratado en eVectively. Esta onda penetra mucho más profundamente en los tejidos.

    8. El propósito de este texto es dar a conocer una nueva técnica (in vitro), comparándola con una ecografía tradicional 1MHz. Los parámetros evaluados son la proliferación celular
      (Síntesis de ADN), y el colágeno / no colágenas, la síntesis de proteínas, en fibroblastos y los osteoblastos.







    9. MATERIALES Y MÉTODOS



    10. Basados en la experimentación del artículo [6] se encontró:


    11. 1. Cultivos celulares.

    12. Los tipos de células utilizadas en los experimentos son humano gingival, fibroblastos y el osteoblasto mandibular.

    13. Los fibroblastos son cultivados a partir de muestras obtenidas de tejido gingival de pacientes ingresados por previas extracciones dentales y / o quirúrgico eliminación de las muelas del juicio. Los osteoblastos se cultivaron del hueso obtenido de osteotomías mandibulares realizado para la extirpación quirúrgica de las muelas del juicio. Todos los pacientes no tenían enfermedades conocidas, y fueron 20 ± 30 años de edad.

    14. Las muestras se lavaron varias veces con solución salina de fosfato, y se cultivan en 75 cm2
      Después de aproximadamente 10 días, las células empezaron a crecer fuera de los explantes, luego de ello, las células se dividen en 31.
      Para los ensayos de proliferación, que se sembraron en 6 pocillos, así como para los ensayos de colágeno, cada pozo fue con una cantidad de 5 ml de los soportes utilizados para los cultivos celulares, pero con concentraciones de diferentes. Para la célula de
      ensayos de proliferación (síntesis de ADN), los soportes utilizados figuran 2 HIFBS%, el grupo control positivo con 10% HIFBS.

    15. En los ensayos de colágeno, el material utilizado contenía 10% HIFBS. Las células se hallaron al día siguiente.
      2. Las máquinas de ultrasonido evaluadas
      Una tradicional maquina de ultrasonido, que utiliza una frecuencia de máquina 1 o 3 MHz, y una ola de largo, que utiliza una frecuencia de de 45 kHz, fueron usadas. En la maquina tradicional,máquina de ultrasonido era una unidad de Therasonic 1032, producido por EMS, Oxfordshire, U. K. Este aparato se puede configurar para trabajar con 1 o 3 MHz, y puede dar una intensidad que van desde 0,1 a 2,0 W / cm 2. También tiene un centro de pulso, y se puede configurar para modo continuo o pulsátil y palpitante 1:2, 1:4 o 1:9. El
      máquina dispone de un panel de control electrónico, una instalación que hacer un choque electrónico cada vez que se enciende, y una señal de alerta



    16. El teléfono tiene una cabeza en superficie y un área de aproximadamente de 2,0 cm2. El aparato se pone a 1 MHz, 1:4. Se realizaron varias calibraciones durante los experimentos, pero por lo menos una vez antes y después de cada serie de ensayos. En cada calibración, un completo chequeo electrónico se llevó a cabo, de acuerdo al manual del fabricante. La salida acústica el poder se mide / calibrado usando un ultrasonido de precisión
      equilibrio (modelo E.M.S. 67).

    17. Después de configurar el equilibrio y la el calentamiento de la máquina de ultrasonido,la calibración se consideró en el rango admisible si el error en exactitud de las lecturas de salida de 10%.



    18. RESULTADOS

    1. La síntesis de ADN
      Los ensayos de proliferación celular mostraron un aumento en el ADN, en los fibroblastos con el grupo tratado con 1MHz ultrasonido, el resultado más significativo fue en un incremento del 47% a 0,7 W / cm 2 (P <0,01) y de 37% a 1,0 W / cm 2 (P <0,05).

    1. En el grupo tratados con 45 kHz, se dio un incremento del 30 y del 43%.Se observaron, con 15 y 50mW/cm2, respectivamente (P <0,01).

    2. Cuando los osteoblastos fueron tratados con ultrasonido de 1MHz (Figura 3a), de nuevo se dio un aumento en la síntesis de ADN, esto fue en el orden del 34%
      el 0,7 W/cm2 (P <0,01) y de 52% a 1,0 W / cm 2 (P <0,001). En el grupo de 45 kHz tratados.

    1. El colágeno / proteína no colagenosa
      En estos ensayos hubo una tendencia clara de aumento en la producción de colágeno en las intensidades inferiores cuando se utiliza 1MHz ultrasonido.

    1. El grupo de fibroblastos tratados con 1MHz registraron aumentos de la producción de colágeno de 48, 57 y 52%, con intensidades de 0,1, 0,4 y 0,7 W / cm 2, respectivamente P <0,01, 0,05 y 0,01, respectivamente). Cuando estas células fueron tratadas con ultrasonido 45 kHz, las últimas tres intensidades mostraron un aumento en el colágeno que van 37 a 44%, aunque trivial, sólo a los 15 y 50 mW / cm2 (P <0,01 y P <0,05).

    1. El colágeno / no colágenas
      La producción de proteínas por los osteoblastos fueron probablemente los más
      resultados mas significantes, ya que son las células que participan en reparación en osteorradionecrosis. En este caso, una clara superioridad del ultrasonido se observó a 45 kHz.

    1. En el tratamiento de 1MHz, la tendencia es a aumentar el colágeno. Los controles recibieron el mismo tratamiento pero con el generador de ultrasonido cambiado. Los valores se expresaron en porcentajes de los controles. Error estándares de aproximadamente P <0,05, y p <0,01.



    2. DISCUSIÓN
      Después de la radioterapia, la zona irradiada es de ± hipocelular hipóxica e hipovasculares. Los tejidos tienen un complejo metabólica / homeostático, bordeando un isquémica necrosis, y son propensos a la ruptura, dando lugar a una enfermedad crónica, es decir, osteorradionecrosis . Por lo tanto, el tratamiento o prevención de esta complicación debe tener como objetivo para restaurar el tejido normal suave y vascularización del hueso.

    3. Ultrasonido
      La terapia tiene la capacidad de inducir la angiogénesis, flujo sanguíneo en los músculos [11], y la curación de varices isquémica úlceras [8]. Esto facilita la reparación y puede estimular los tejidos blandos.

    4. La proliferación ensayos (síntesis del ADN) demostraron que ambas máquinas fueron capaces de inducir lproliferación, en fibroblastos y los osteoblastos
      Sin embargo, esto también puede ser interpretarse como un efecto perjudiciale, ya que las células pueden participar en la división celular, y no en la producción de colágeno y otras proteínas fisiológicas.



    5. CONCLUSIONES

    6. La ecografía de onda larga" parece tiene importantes ventajas ventajas terapéuticas, que tienen una mayor profundidad, permitiendo que el tratamiento de los tejidos gruesos, centímetros en lugar de penetrar en milímetros, con las tradicionales, como el ultrasonido. Ademas de que utiliza los niveles bajos de intensidad energética, lo que proporciona una menor producción de calor, y se utiliza en modo continuo, reduciendo el tiempo de tratamiento, con una cabeza esférica, dando una
      gran área de tratamiento.





    7. BIBLIOGRAFIA

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    37. G.D. Aburjania_, Z.Kh. Chargazia















































































    1. Luis Alejandro Palacios Abril cód. 244391



    2. Las comunicaciones: una aplicación de la física.

    3. Aspectos de la propagación de las ondas de radio





    1. INTRODUCCIÒN

    2. Antes de abordar el tema de las ondas de radio, se hace preciso ubicarlas bajo alguna clasificación, lo mejor es identificarla dentro del espectro electromagnético, que a su vez sirve en gran medida para caracterizarlas (figura 1).



    3. 1 figura



    4. Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética. Una onda de radio tiene una longitud de onda mayor que la luz visible. Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones.



    5. Las ondas de radio tienen longitudes que van de tan solo unos cuantos milímetros (decimos de pulgadas), y pueden llegar a ser tan extensas que alcanzan cientos de kilómetros (cientos de millas). En comparación, la luz visible tiene longitudes de onda en el rango de 400 a 700 nanómetros, aproximadamente 5000 menos que la longitud de onda de las ondas de radio. Las ondas de radio oscilan en frecuencias entre unos kHz y unos cuantos THz (1012 Hz)



    6. Varias frecuencias de ondas de radio se usan para la televisión y emisiones de radio FM y AM, comunicaciones militares, teléfonos celulares, radioaficionados, redes inalámbricas de computadora.



    7. La mayoría de las ondas de radio pasan libremente a través de la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, algunas frecuencias pueden ser reflejadas o absorbidas por las partículas cargadas de la ionosfera (figura 2).

















    8. 2 figura



    9. Las ondas de radio se propagan en línea recta en varias direcciones al mismo tiempo. En vacío, las ondas de radio se propagan a 3*108 m/s (velocidad de la luz).



    10. En cualquier otro medio, la señal se vuelve más débil debido a:



    • la reflexión

    • la refracción

    • la difracción

    • la absorción




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