Efectos de la Radiación
RE: corpúsculos. Depende de la intensidad/amplitud de la onda y es independiente de la frecuencia y longitud de onda. Los cuantos dependen de la frecuencia y longitud de onda.
Velocidad: Depende del medio y la frecuencia.
Espectro: Cósmicos, gamma (20), X (18), ultravioleta, visible, infrarrojo, microondas, radio.
Radiación ionizante: A partir del visible, extrae electrones de sus estados ligados al átomo. Efecto fotoeléctrico: ultravioleta, Compton X. Excitación atómica y bremsstrahlung (no ionizante).
Efectos tardíos estocásticos: No hay dosis umbral. La probabilidad de ocurrencia aumenta con la dosis y el tiempo de exposición. Naturaleza somática o hereditaria. Mecanismo subletal. Protección: Mantener la dosis baja y espaciada. La gravedad no depende de la dosis.
Efecto no estocástico (determinista):
Se manifiesta por una dosis, la gravedad depende de la dosis, aparición inmediata o tardía, dosis lineal, hay umbral, naturaleza somática, mecanismo letal.
Exposición externa: Sucede en fuentes radioactivas encapsuladas y fuentes de radiación ionizante. Ej.: Material radioactivo (polvo) se pone en la piel. Protección: Lavado y vestimenta adecuada, blindaje, reducción del tiempo de exposición.
Exposición interna: Más peligrosa. El material penetra en la sangre por inhalación (fuentes no encapsuladas). Protección: Confinamiento de la fuente, EPI, protocolo. Se elimina naturalmente o por medicina.
Exposición radiométrica (radiación electromagnética ionizante): Solo vale para rayos X, gamma, cósmicos.
Cuenta la carga eléctrica total de iones producidos por radiación electromagnética ionizante (rayos X, gamma, cósmicos). Se mide en Roentgen (R): Mide la radiación electromagnética en condiciones estándar de temperatura y presión por kg.
Actividad radioactiva:
Número de núcleos atómicos que se desintegran por unidad de tiempo, representando la velocidad de desintegración. Depende de la naturaleza de la muestra. 1 Bq = 2,7×10-11 Ci. Valores grandes en Ci (un gramo del isótopo Ra-226) 1 Ci = 3,7×1010 Bq.
Dosis absorbida: Cuenta la energía transferida a la unidad de masa. 1 Gy = 100 rad.
Dosis equivalente: Sv (Sievert) es un julio de energía dada por radiación a un kilogramo de masa del material absorbente o rem.
Clasificación de Zonas de Trabajo con Radiación
- Zona vigilada: Si no es controlada, su dosis efectiva es mayor a 1 mSv/año, equivalente superior a 1/10 de la controlada.
- Zona controlada: Efectiva > 6 mSv/año, equivalente > 3/10.
- Zona de permanencia ilimitada: Puede recibir dosis > límite para trabajadores.
- Zona de permanencia reglamentada: En poco tiempo supera la dosis límite para trabajadores.
- Zona de acceso prohibido: En una exposición supera la dosis límite para trabajadores.
Q: 1 para beta y electromagnética, 1-20 para neutrones, 20 para alfa. N: 1 para externa, >1 para interna. Autoridad competente.
Tipos de Radiación y Efectos
Ionizante: Cósmicos, electrones, neutrones y helio. No se considera radiación ionizante: Fotones de radiación infrarroja y microondas. La radiación electromagnética es ionizante para energías de fotón superiores a decenas de eV. Efecto fotoeléctrico: Átomo arrancado.
Efecto Compton: Rayos X.
Mecanismo ionizante: Ionización.
Efecto no estocástico: Tiene umbral.
Estocástico: La probabilidad de que ocurra aumenta con el tiempo de exposición.
La exposición interna se produce por una manipulación incorrecta de fuentes no encapsuladas de radiación ionizante.
Exposición radiométrica: Carga eléctrica producida en un kg de aire en condiciones estándar de temperatura y presión por radiación electromagnética ionizante.
Q: 20 para alfa. N: >1 para interna. Autoridad competente.
Dosis para trabajadores expuestos: 150. Más penetración para neutrones.
Ondas
Onda: Perturbación que aparta al sistema de su posición de equilibrio. Propaga la energía en el espacio. Se produce por las oscilaciones y vibraciones de la materia.
Teoría de la onda: El medio no se mueve en la dirección de la onda, las partes del medio oscilan en trayectorias limitadas.
Clasificación de las Ondas
Según el Medio
- Mecánicas: Necesitan un medio elástico y condiciones determinadas de presión y temperatura. Ej.: Ondas sonoras, olas del mar.
- Electromagnéticas: No necesitan un medio, se pueden propagar en el vacío.
Periodicidad
- Periódicas: Ciclo repetitivo.
- No periódicas: Ciclo irregular.
Dirección
- Unidimensional: Cuerda o tubo sonoro.
- Bidimensional: Onda en el agua.
- Tridimensional: Onda sonora o luminosa de una fuente puntual.
Movimiento del Medio
- Transversal: Oscilación perpendicular a la dirección de la onda. Ej.: Marea, onda sísmica.
- Longitudinal: Oscilaciones en la misma dirección. Ej.: Sonido.
Características de las Ondas
Pulso: Extensión limitada, la partícula se mueve un intervalo de tiempo y hay dispersión.
Sucesión de pulsos: Idénticas o no, depende de la fuente. Tren de ondas, movimiento armónico simple (MAS), extensión ilimitada sin dispersión.
Elementos:
- Cresta: Punto más alto.
- Valle: Punto más bajo.
- Nodo: Punto medio con amplitud 0.
- Ciclo: Ondulación completa.
- Amplitud: Distancia vertical máxima entre la onda y la posición de equilibrio.
- Período (T): Tiempo de un ciclo.
- Frecuencia: Número de ciclos por unidad de tiempo.
- Longitud de onda (λ): Distancia entre dos crestas consecutivas.
- Intensidad: Energía por unidad de tiempo.
Velocidad de la onda: Sólidos > Líquidos > Gases. Onda de frecuencia pequeña = longitud de onda grande.
Onda de frecuencia grande = longitud de onda pequeña.
Sonido
Sonido: Onda mecánica longitudinal. Tipo de onda que genera diferencias de presión y se propaga por el medio. El medio tiene que ser elástico (fuerza de restauración) y tener inercia (partículas en un estado determinado). Para que exista, tiene que haber: Foco emisor, medio elástico y detector (oído). Velocidad: Aumenta con la temperatura, la densidad y es mayor en sólidos que en líquidos y gases. Depende del medio de propagación y sus características.
Elasticidad y Reología
Elasticidad: Propiedad de sufrir deformaciones reversibles cuando hay fuerzas y recuperar su forma cuando desaparece la fuerza.
Reología: Estudia cómo los materiales se deforman bajo la acción de una fuerza.
Los sólidos se pueden deformar (estiramiento o Young, deformación volumétrica y deformación por esfuerzo de corte).
Esfuerzo: Estrés que sufre un material al aplicar una fuerza externa. Tipos: Tracción, compresión, cizalladura, flexión y torsión.
Deformación: Cambio de forma de un cuerpo por una o más fuerzas.
Límite elástico: Es el esfuerzo máximo que un cuerpo experimenta sin quedar deformado permanentemente.
Resistencia a la rotura: Esfuerzo máximo de un cuerpo sin que se rompa. Si el esfuerzo supera la resistencia a la rotura, la cuerda se rompe.
Ley de Hooke: F = -kx (ΔL). Cuanto mayor es la fuerza, mayor es la deformación.
Tipos de Deformaciones
- Plástica (irreversible): Aunque retiremos la fuerza, no vuelve al estado inicial.
- Viscoelástica: Vuelve al estado original dependiendo del tiempo de aplicación de la fuerza.
- Elástica (reversible): Al sufrir deformación, vuelve a su forma original. Proporcionalidad entre tensión y deformación.
Sólidos: Compactos y moléculas cercanas.
Fenómenos de Interfaz
Interfaz: Límite entre dos regiones que se dan entre dos sustancias distintas o la misma en diferentes estados. Tipos: Tres estados de la materia: gas-líquido, líquido-líquido y gas-sólido. Pueden ser curvas o planas.
Efectos de borde: Al cambiar de medio, hay fenómenos diversos que se desprecian.
Tensión superficial: Regula la interfaz de líquidos. Es la energía necesaria para aumentar la superficie del líquido en una unidad de área. Depende de la temperatura, la naturaleza y el entorno. Si aumenta la temperatura, disminuye la tensión superficial.
En el seno del vaso, hay fuerzas cohesivas y carga neta 0. Las fuerzas se compensan.
En la superficie, hay energía neta y tensión superficial. La fuerza va hacia dentro del líquido y hace que sea difícil romper la capa.
Tensioactivos, Surfactantes o Anfifílicos
Tienen una parte polar y otra apolar (afinidad por lípidos y grasas).
Micelas
Son agregados coloidales de moléculas anfifílicas en las que las cadenas hidrófobas se orientan hacia el centro y las hidrofílicas hacia fuera.
- No iónicos: Sin carga.
- Aniónicos: Carga negativa (-).
- Catiónicos: Carga positiva (+).
- Anfóteros: Carga positiva o negativa (+/-).
Esto lo hacen para humedecer.
Emulsionantes: Fases inmiscibles. Solubilizantes: Pequeñas cantidades de sustancias oleosas en medio acuoso. Detergente: Separa la suciedad de la superficie.
Capilaridad
Ascenso de un fluido por un tubo pequeño. Si un líquido sube por un capilar es porque las fuerzas de cohesión son menores que las de adhesión. El agua tiene mayor altura y es cóncavo. El mercurio (Hg) tiene una cohesión mayor que la adhesión, menor altura y es convexo.
Vibración y Movimiento Armónico Simple
Vibración: Movimiento oscilante que hace una partícula en un punto fijo. Puede ser regular o aleatorio (lo normal).
Movimiento oscilatorio: Movimiento periódico en torno a un centro.
Movimiento periódico: Se repite regularmente en intervalos de tiempo iguales. Un movimiento oscilatorio siempre es un movimiento periódico, pero un movimiento periódico no siempre es oscilatorio.
Movimiento Armónico Simple (MAS): Movimiento rectilíneo, oscilatorio y periódico. La aceleración señala hacia el equilibrio y la magnitud es proporcional a la distancia del cuerpo. Ocurre cuando un sistema estable pierde la posición de equilibrio.
Oscilación forzada: La amplitud decrece con el tiempo y hace falta una fuerza oscilante. Hay tres fuerzas: Fuerza de rozamiento, fuerza del muelle y fuerza oscilante. Ventajas: Televisión, láser, Resonancia Magnética Nuclear (RMN). Desventaja: Ruido en el ordenador.
RMN: No invasiva. Magnetización de los núcleos de hidrógeno (H) del agua (H2O). No emplea radiación.