En la comunicación neuronal, las transmisiones sinápticas son mediadas por canales iónicos activados por ligandos (LGIC), receptores que intervienen en procesos fisiológicos claves en el sistema nervioso central. La función esencial de estos receptores es acoplar la unión del neurotransmisor a la apertura del canal. Dado su papel esencial en la transmisión sináptica, los LGICs son blancos de agentes farmacológicos y numerosas patologías se asocian a su mal funcionamiento de estos receptores. Dentro de esta superfamilia de LGIC se encuentra la llamada familia de receptores Cys-loop que incluye a los receptores excitatorios nicotínico (AChR), de serotonina 5-HT3 y receptores inhibitorios GABAA y de glicina. Desde hace un tiempo, se ha discutido la posibilidad de que los campos magnéticos estáticos (CME) o electromagnéticos (CEM) resulten dañinos para la salud. Debido a los rápidos avances en las tecnologías de comunicación, la población está cada vez más expuesta a campos magnéticos. Esto aumenta la preocupación sobre los potenciales efectos para la salud derivados de la exposición a los mismos. A nivel celular, se ha propuesto que los campos probablemente inician sus efectos a través de los canales iónicos. En el presente trabajo de tesis doctoral hemos estudiado la influencia de campos magnéticos estáticos (CME) y campos electromagnéticos (CEM) sobre dos miembros de la familia de receptores Cys-loop, el receptor de acetilcolina muscular adulto (AChR) y el receptor de serotonina homopentamérico tipo 3A (5-HT3AR). El AChR es considerado el receptor modelo, tanto estructural como funcional, para todos los miembros de esta familia. En primer lugar, estudiamos los efectos de CME sobre el AChR. Encontramos que un CME de intensidad entre 80-180 mT, a temperatura ambiente, no induce cambios sobre las constantes macroscópicas, así como tampoco en las propiedades cinéticas a nivel de canal único. Dado que las propiedades diamagnéticas de la membrana celular se modifican por encima de una temperatura crítica, se realizaron estudios electrofisiológicos en un rango de temperatura de 5 °C a 50 °C, donde encontramos nuevamente que los LGIC no son sensibles a CME a otras temperaturas. En segundo lugar, caracterizamos la influencia del CEM sobre los AChR y 5-HT3AR. Los ensayos electrofisiológicos de corrientes macroscópicas mostraron que la amplitud de corriente disminuye en función de la frecuencia del CEM aplicado. La constante de decaimiento temporal no resulta modificada, mientras que el tiempo de activación aumenta significativamente. A nivel de canal único, encontramos que la exposición a los CEM no afecta la amplitud ni las constantes cinéticas de apertura y cierre. Sin embargo la frecuencia de episodios de activación (clusters), disminuye en función de la frecuencia. Es decir, que la presencia del CEM induce un nuevo estado no conductor, resultando en la disminución del pico de corriente y de la frecuencia de eventos de activación de clusters. Si bien los cambios cualitativos del CEM fueron equivalentes para AChR y 5-HT3AR, el receptor 5-HT3A mostró mayor sensibilidad a los efectos del campo. El trabajo desarrollado en esta tesis revela que los CEM pueden modificar la actividad de LGIC y abre puerta para entender los mecanismos moleculares y bases estructurales por los cuales los CEM modifican éstos receptores. / In neuronal communication, synaptic transmission is mediated by Ligand-Gated Ion Channels (LGICs), which are involved in fundamental physiological processes in the central nervous system. The essential function of these receptors is to couple neurotransmitter binding to channel opening. Given its essential role in synaptic transmission, the LGICs are targets of pharmacological agents and many diseases are associated with their incorrect function. The Cys-loop receptor family belongs to the LGIC superfamily and it includes the excitatory receptors, nicotinic and serotonin 5-HT3, and inhibitory receptors, GABAA and glycine receptors. For a while, it has been discussed the possibility that static magnetic fields (SMF) or electromagnetic (EMF) result harmful to health. Due to the rapid advances in communication technologies, the public is increasingly exposed to magnetic fields. This has raised concern about potential health effects resulting from exposure to them. At the cellular level, it is has been proposed that magnetic fields probably initiate their effects through ion channels. In the present thesis we studied the influence of static magnetic fields (SMF) and electromagnetic fields (EMF) on two members of the Cys-loop family receptors, the nicotinic acetylcholine receptor (AChR) and the homopentameric serotonin type 3A receptor (5-HT3AR). The AChR has been the structural and functional model for all members of this family. First, we studied the effects of SMF on the AChR. We found that a strong SMF of 80-180 mT, at room temperature, does not induce any changes on macroscopic currents response to the agonist or in the kinetic properties at the single channel level. Since diamagnetic properties of the cellular membrane are modified above a critical temperature, electrophysiological studies were carried out at a temperature range of 5°C to 50 °C. Again, we found that the LGIC receptor is not sensitive to SMF at a range of temperatures. Secondly, we characterized the influence of EMF on the AChR and 5-HT3AR. The electrophysiological recordings of macroscopic currents showed that the amplitude of the current decreases as a function of the EMF frequency applied. The temporal decay constant is not modified, whereas the rise time increases significantly. At the single channel level, we found that the exposure to EMF does not affect the amplitude or channel kinetics. However, the frequency of activation episodes elicited by agonist (cluster) is reduced significantly. Thus, the reduction of the peak current together with the frequency of channel suggests that EMF induces and stabilizes a new closed, non conductive state. Receptors not affected, or leaving this state, do not show changes in activation kinetics. The EMF affects the functionality of both AChR and 5-HT3AR being this influence on the 5-HT3AR is steeper that on the AChR. The work in this thesis contributes to understand how the EMF can modify the activity of LGIC and obtain the molecular mechanisms by which EMFs alter the kinetics of these receptors.

En este trabajo se desarrolló un modelo que permite estudiar mediante simulaciones computacionales, las variables electromagnéticas, térmicas e hidráulicas involucradas en la operación de un equipo para calentamiento de fluidos utilizando el principio de inducción magnética. Esta tecnología presenta ciertas ventajas en comparación a los métodos actuales de calentamiento de fluidos, como por ejemplo que requiere de menos espacio y posee menores costos de mantenimiento. Sin embargo, es necesario tener la certeza de que el campo magnético generado por el equipo en su entorno no exceda los valores máximos recomendados por organismos internacionales. Estas recomendaciones surgieron a partir de diversos estudios relativos al tema, que han definido como seguros valores de intensidad de campo magnético que no producirán efectos sobre los seres vivos expuestos a ellos. Para el desarrollo de esta tesis se realizó, en primer lugar, una revisión bibliográfica del estado del arte sobre la investigación de efectos de campos electromagnéticos sobre seres vivos y las normas internacionales relacionadas con los límites máximos de exposición a estos campos. A continuación se desarrolló un modelo en COMSOL Multiphysics, que permite simular, desde el punto de vista eléctrico, térmico e hidráulico, un sistema de calentamiento por inducción magnética (CIM) para una configuración dada. Luego, en una planta de CIM piloto de 15 kW de potencia, se realizaron mediciones experimentales de la temperatura del agua y de los campos alrededor del equipo, con el fin de validar el modelo de simulación desarrollado, el cual, por limitaciones de capacidad computacional se desarrolló en un escenario bidimensional, encontrándose una muy buena concordancia entre ambos tipos de resultados. Una vez evaluado y validado el modelo, fue posible extender la metodología para predecir los valores que se obtendrían para las variables en una planta semi-industrial de 500 kW, con una determinada configuración. En relación a la generación de campos en torno al equipo, se pudo comprobar que los valores de los campos alrededor de la planta piloto de 15 kW cumplen con lo exigido por las normas internacionales, mientras que para la planta semi-industrial de 500 kW, se determinó que esto comienza a cumplirse a partir de cierta distancia desde el equipo. El trabajo fue desarrollado en el marco del proyecto Fondef D05I-10098 “Mejoramiento de Operaciones de Biolixiviación de Minerales de Cobre y Electro-Obtención en Plantas a Gran Altura Mediante Calentamiento de Soluciones por Inducción Magnética”, en el que participan la Universidad de Chile, Universidad Técnica Federico Santa María y las empresas IDT S.A. y Anglo American Chile.

La presente tesis expone una investigaciÓn desarrollada con el objetivo de determinar li posibilidad de crear pantallas electromagnéticas con capacidades de selectividad espacial y de frecuencias en función det tiempo; es decir, éstas filtran los campos electromagnéticos incidentes dependiendo de su dirección de arribo y de la frecuencia a la que se propagan; éstas condiciones se pueden cambiar de acuerdo a las necesidades a lo largo del tiempo de manera casi instantánea. A partir de ahí, establece los parámetros generales para el diseño de dichas pantallas. En los dos primeros capítulos se describen las tecnologías necesarias para lograr los efectos de apantallamiento deseados; siendo las más importantes: la nueva tecnología de los metamateriales y la técnica de cloaking por capas. Se exponen lueso, les condiciones que llevaron al desarrollo de las mismas, se explica su evolución teórica e histórica y se justifica su plausibilldad fisica a partir de los modelos teóricos ideales llegándose después a modelos de implementación práctica. Los conceptos físicos se desarrollan lo más completamente posible, es decir, estos se desarrollan a partir soluciones locales hasta llegar a los principios físicos más generales y conocidos. Posteriormente, se realiza un estudio de la integración de dichas tecnologías y mecanismos, y de igual modo la integración con otros conceptos que permiten lograr capacidades arriba descritas. Los modelos generales son comprobados utilizando métodos de simulación numérica computarizada. Luego se desarrollan modelos de aplicación para ejemplificar la utilización de las capacidades del dispositivo propuesto. De igual manera, se muestra el desarrollo de un sistema integrado con diferentes capacidades de selectividad y se desarrolla las ventajas aplicativas del mismo. Esta investigación hace hincapié en la correcta fundamenteción de los conceptos a través de una amplia bibliografla, que dada la naturaleza de joven tecnología, está compuesta en su mayoría por publicaciones y tesis desarrollades en los últimos años. / Tesis

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Diseña e implementa un equipo medidor de campos electromagnéticos de baja frecuencia de bajo costo para realizar el monitoreo de radiaciones no ionizantes, mediante el diseño e implementación de sensor isotrópicos de campo eléctrico y campo magnético, así como una unidad de procesamiento controlada por el microcontrolador PIC que realiza el procesamiento de datos en tiempo real, almacenamiento y presentación de los resultados de la medición. Para el desarrollo de este prototipo se tendrá como referencia el analizador de campos electromagnéticos de baja frecuencia NARDA EFA 300, lo que se quiere lograr es realizar un equipo que tenga la misma funcionalidad que el equipo mencionado. El prototipo completo está conformado por tres componentes principales; sonda de campo eléctrico, sonda de campo magnético, un equipo procesador de datos. El equipo se podrá hacer uso para realizar mediciones de campos electromagnéticos de baja frecuencia. / Tesis

Ingeniero Civil Electricista / El objetivo general del presente trabajo es identificar, analizar y explicar los valores actualmente adoptados por la regulación chilena en relación a intensidades de campo electromagnético y otros parámetros relacionados, motivado principalmente por la preocupación que existe en parte importante de la población por los efectos que estos puedan provocar sobre la salud de los seres humanos. Para esto se identifican, analizan y comparan, los elementos de mayor relevancia, como son los conceptos de campos electromagnéticos, radiación ionizante y no ionizante, región de campo lejano, redes de comunicaciones móviles y sistemas radiantes. Se realiza una revisión bibliográfica del estado del arte sobre las normas internacionales relacionadas con los límites máximos de exposición humana a estos campos, así como los principales estudios biológicos disponibles y sus efectos en la salud. A continuación se analizan los valores límite sugeridos por la ICNIRP y la IEEE y su relación con la normativa vigente. Luego esta se compara con dos grupos que corresponden a los países miembros de la OCDE y Latino América, destacando a Chile como uno de los países más estrictos a nivel mundial. Para finalizar con las mediciones propuestas por el regulador SUBTEL y la experiencia de una Empresa Certificadora local de radiación emitida desde las antenas de los operadores celulares y se proponen diversas mejoras a este proceso. A partir de las actividades descritas previamente se concluye que no existe un consenso global en lo que corresponde a daño que puedan provocar los campos electromagnéticos celulares en la salud, puesto que los estudios internacionales no han permitido esclarecer completamente sus efectos a largo plazo, debido en gran parte a que estas tecnologías siguen siendo relativamente jóvenes. También se puede agregar, en un ámbito distinto, que el actual protocolo de medición es mejorable, tanto para la toma de muestras, como para una mejor evaluación del espectro. Finalmente, se presentan recomendaciones de trabajos a realizar en el futuro basados en los resultados de este proyecto.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza el diseño e implementación de una plataforma web, simple y didáctica, que permita visualizar y administrar una red de monitoreo continuo en área y evaluación de los CEM con respecto a los límites máximos permisibles (LMP), para informar a la población los niveles de las RNI, en términos de la intensidad de campo eléctrico (V/m), densidad de potencia radiada (W/m2 ) y coeficiente de exposición generadas por los servicios de telecomunicaciones a los cuales está siendo expuesta una determinada zona, con aplicación en la ciudad universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) en Lima. Estas redes son utilizadas para mejorar la comunicación del riesgo debido a la exposición a los CEM de las telecomunicaciones, de tal manera que la población cambie su percepción negativa y permita la instalación de las estaciones y el desarrollo de las redes de telecomunicaciones. La interfaz gráfica de la plataforma web se realizó utilizando HTML5, CSS y JavaScript, mientras que la lógica se desarrolló con PHP. Se realizaron pruebas a la plataforma utilizando una estación de ensayo llamada TESTFIEE01, esta estación contaba con un equipo de medición continua AMB-8059 y una sonda EP-1B-01. Se instaló en el techo de la Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Como resultado, la plataforma se encuentra en funcionamiento continuo, a través del portal http://www.girniunmsm.rf.gd, además se probó la compatibilidad de funcionamiento con todas las sondas compatibles con el equipo AMB-8059, permitiendo también la plataforma realizar evaluaciones con los tres estándares de evaluación RNI que se encuentran v en nuestra legislación. Como resultado de la evaluación de los CEM realizada en la estación TESTFIEE01, la plataforma arrojó un nivel máximo de 2.3% durante el tiempo de monitoreo continuo, esto demuestra que se cumple con los LMP con mucha holgura. Como conclusión, esta plataforma web y red de monitoreo puede utilizarse en lugares sensibles para mejorar la comunicación de los verdaderos niveles de los CEM a la población. Si bien el costo de la implementación de este sistema es un poco elevado en caso se requiera instalarse en muchos lugares, esto puede reducirse utilizando una cantidad menor de estaciones y realizando campañas de medición y concientización en estos lugares sensibles por periodos, reubicando luego a otros puntos las mismas estaciones pudiendo abarcar así más lugares con menos estaciones, reduciendo de esta manera el costo de implementación. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Describe el desarrollo de un sistema prototipo de bajo costo para el monitoreo de la intensidad de campo eléctrico generada por las estaciones base de telefonía móvil en las bandas de 850 y 1900 MHz. Este sistema puede servir para implementar redes de monitoreo en zonas desatendidas por el sistema de monitoreo que el MTC desplegará en el país, ampliando así el alcance de su beneficio. El sistema desarrollado es básicamente una red inalámbrica compuesta por nodos sensores de intensidad de campo eléctrico y nodos repetidores, todos con interface de radio ZigBee y perfectamente sincronizados, una topología mallada con mecanismo de encaminamiento dinámico, un nodo interface ZigBee/IP o Gateway así como una plataforma web para la gestión, el almacenamiento y la difusión de los datos adquiridos por el sistema. Los nodos sensores y repetidores pueden obtener su energía por medio de un sistema fotovoltaico por lo que son autónomos. Se propone el despliegue de una red propia para evitar los costos de operación asociados a sistemas de monitoreo comerciales (uso del servicio de telefonía móvil para el envío de los valores medidos a un servidor). Luego de realizadas pruebas en el laboratorio y en el campo se obtienen resultados satisfactorios en cuanto a la exactitud en la medición de la intensidad de campo eléctrico, al rendimiento del sistema fotovoltaico diseñado así como del rendimiento de la red de comunicación desplegada. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Evalúa el efecto antioxidante de la harina de Myrciaria dubia “camu camu” como protector de la actividad mitocondrial de espermatozoides de ratón, frente al daño producido por los campos electromagnéticos de extremadamente baja frecuencia (CEM-FEB). La evaluación se realiza con individuos de la cepa albina Swiss, divididos en 7 grupos de 5 individuos machos cada uno. Se les administra la suspensión de Myrciaria dubia en concentraciones de 50 y 75 mg/Kg de peso corporal respectivamente durante 35 días consecutivos, a un grupo expuesto a CEM-FEB y no expuesto por cada concentración. Un quinto grupo es simuladamente expuesto a CEM-FEB, mientras que los grupos controles positivo y negativo, son el grupo expuesto y no expuesto a CEM-FEB respectivamente. Al día treinta y seis, los ratones son sacrificados para establecer los parámetros espermáticos y el índice de actividad mitocondrial en los gametos masculinos, siguiendo las pautas de Hrudka, (1979). La exposición de ratones a CEM-FEB causa una disminución significativa (p<0.05) en los parámetros espermáticos de vitalidad, integridad de membrana plasmática y en la actividad mitocondrial. No se observan efectos significativos en la movilidad; por el contrario la concentración espermática aumenta significativamente. Ambos tratamientos antioxidantes con Myrciaria dubia paralelos a la exposición a CEM-FEB, causan una recuperación significativa (p<0.05) de los espermatozoides epididimarios frente al daño inducido por el campo magnético (710µT). Los resultados se analizan utilizando la prueba Comparaciones múltiples con un nivel de significancia del 95% (p<0.05). Se concluye que la suspensión del fruto de Myrciaria dubia “camu camu”, contrarresta los efectos dañinos de los campos magnéticos de baja frecuencia, en la espermatogénesis de ratón. / Tesis

La presente tesis expone una investigaciÓn desarrollada con el objetivo de determinar li posibilidad de crear pantallas electromagnéticas con capacidades de selectividad espacial y de frecuencias en función det tiempo; es decir, éstas filtran los campos electromagnéticos incidentes dependiendo de su dirección de arribo y de la frecuencia a la que se propagan; éstas condiciones se pueden cambiar de acuerdo a las necesidades a lo largo del tiempo de manera casi instantánea. A partir de ahí, establece los parámetros generales para el diseño de dichas pantallas. En los dos primeros capítulos se describen las tecnologías necesarias para lograr los efectos de apantallamiento deseados; siendo las más importantes: la nueva tecnología de los metamateriales y la técnica de cloaking por capas. Se exponen lueso, les condiciones que llevaron al desarrollo de las mismas, se explica su evolución teórica e histórica y se justifica su plausibilldad fisica a partir de los modelos teóricos ideales llegándose después a modelos de implementación práctica. Los conceptos físicos se desarrollan lo más completamente posible, es decir, estos se desarrollan a partir soluciones locales hasta llegar a los principios físicos más generales y conocidos. Posteriormente, se realiza un estudio de la integración de dichas tecnologías y mecanismos, y de igual modo la integración con otros conceptos que permiten lograr capacidades arriba descritas. Los modelos generales son comprobados utilizando métodos de simulación numérica computarizada. Luego se desarrollan modelos de aplicación para ejemplificar la utilización de las capacidades del dispositivo propuesto. De igual manera, se muestra el desarrollo de un sistema integrado con diferentes capacidades de selectividad y se desarrolla las ventajas aplicativas del mismo. Esta investigación hace hincapié en la correcta fundamenteción de los conceptos a través de una amplia bibliografla, que dada la naturaleza de joven tecnología, está compuesta en su mayoría por publicaciones y tesis desarrollades en los últimos años.