T E S L A
Revista Científica
ISSN: 2796-9320, Vol. 3 Núm. 1 (Enero – Junio 2023), e101
https://doi.org/10.55204/trc.v3i1.e101 1
Artículo de Investigación Original
Análisis del campo magnético y su incidencia en la salud de los estudiantes del
IST Cotopaxi
Analysis of the magnetic field and it´s health impact of IST Cotopaxi students
Juan Vinicio Villamarín Reinoso1[0000-0002-8369-4970], Verónica Vaneza Peñaherrera Garzón 2[0000-0003-0634-9337],
Manuel Edmundo Llango Pullotasig 1[0000-0001-6597-6125]
1 Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
2 Instituto Superior Tecnológico Vicente León, Latacunga, Ecuador
1vinicio.villamarin@hotmail.com, 2veroka2003@hotmail.com, medmundoll@yahoo.com
Cómo citar (APA):
Villamarin, J., Peñaherrera Garzón, V.
V., & Llango Pullotasig, M. E. (2023).
Análisis del campo magnético y su
incidencia en la salud de los estudiantes
del IST Cotopaxi. Tesla Revista
Científica, 3(1), e101.
https://doi.org/10.55204/trc.v3i1.e101
Recibido: 05 de nov 2022
Revisado: 12 al 30 nov 2022
Corregido: 19 de diciembre 2022
Aceptado: 26 de diciembre 2022
Publicado: 01 de enero 2023
TESLA
Revista Científica
ISSN: 2796-9320
Resumen. Las radiaciones magnéticas conllevan el peligro de "efectos
biológicos" que pueden desencadenar en "efectos adversos" para la salud,
mismas que son preocupantes pues en los últimos tiempos ha crecido
significativamente, razón por lo que, el presente trabajo se centra en mitigar
el impacto en la salud y mantener un control sobre ellas, a través de un
análisis de datos levantados en tiempo real en el transformador, laboratorio,
cables de media y baja tensión en el Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi,
para determinar que las mediciones expuestas se encuentran dentro de los
límites permisibles de acuerdo a la normativa establecida. La investigación
descriptiva fue la base para este trabajo con un enfoque cualitativo a través
del diseño de la investigación de campo, con apoyo en lo documental, desde
los datos que se obtengan de la realidad, apoyados en una revisión
bibliográfica especializada en el tema y su simulación respectiva, lo que
permite interpretar a profundidad la realidad. Como resultado se obtuvo que
el nivel de exposición en las zonas vulnerables no supera los umbrales
señalados, por tanto, el personal administrativo, docentes y estudiantes de
esta institución, no son afectados en su salud por las radiaciones magnéticas.
Palabras Clave: Campo magnético; magnetismo; radiación; análisis de datos.
Los contenidos de este artículo están
bajo una licencia de Creative Commons
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4.0 )
Los autores conservan los derechos
morales y patrimoniales de sus obras.
Abstract: Magnetic radiation carries the danger of “biological effects” that
can trigger “adverse effects” for health, which are worrying because in recent
times it has grown significantly, which is why the present work focuses on
reducing the impact in health an maintain control over them, through an
analysis of data collected in real time in the transformer, laboratory, medium
and low voltage cables at the Cotopaxi Higher Technological Institute, to
determine that the exposed measurements are within the permissible limits
according to established regulations. Descriptive research was the basis for
this work with a qualitative approach through the design of field research,
with documentary support, from the data obtained from reality, supported by
a bibliographic review specialized in the subject, which that allows an in-
depth interpretation of reality. As a result, it was obtained that the level of
exposure in vulnerable areas does not exceed the thresholds indicated,
therefore, the administrative staff, teachers and students of this institution are
not affected in their health by magnetic radiation.
Keywords: Magnetic field; magnetism; radiation; data analysis.
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INTRODUCCIÓN
La implementación de sistemas constructivos sistemas constructivos seguros y energéticos y
ambiente es el principal propósito de esta investigación que se enfoca a energías alternativas y
renovables, eficiencia energética y protección ambiental, de las cuales se deriva una sub línea
orientada a la conversión y uso racional de la energía encaminada a la sostenibilidad energética y
medio ambiente, que relaciona la seguridad de las personas en espacios públicos libres de
contaminación magnética generada por elementos eléctricos como son transformadores y
conductores. (Desarrollo, 2017). Además fue pertinente analizar las zonas de mayor vulnerabilidad
a exposición de campos magnéticos, en especial en áreas donde se desarrolla actividades académicas
en el Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi, con el fin de garantizar la salud de las personas en
base a normativas de seguridad.
“Para la evaluación de resultados de estudios realizados con referencia a campos magnéticos,
la OMS (Organización Mundial de la Salud) reconoce a la ICNIRP (Comisión Internacional de
Protección contra la Radiación no Ionizante), que elabora directrices en las que establece límites de
exposición recomendadas” (Vicuña, 2010)
La constante exposición de las personas a campos magnéticos de diferente origen (líneas
eléctricas y transformadores) es preocupante por los posibles efectos que puede causar en la salud,
además, el crecimiento poblacional, demanda el uso constante de energía para el desarrollo de
múltiples actividades.
Esta investigación, conisderó algunos estudios que permiten a organismos de control
establecer límites de exposición para salvaguardar la integridad de las personas. Entre las
instituciones destacadas están: “Asociación Internacional para la Protección Radiológica (IRPA),
Instituto Nacional de Normativa de Estados Unidos (ANSI), Comisión Internacional para la
Protección contra la Radiación no Ionizante (ICNIRP) y Comité Europeo de Normalización
Electrotécnica (CENELEC)” (Gatermendia, 2018)
Partiendo de la Hipótesis: Los campos magnéticos producidos por un transformador de
potencia y líneas eléctricas están por debajo de los límites admisibles estipulados por normativas, en
el Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi, se pretende analizar los datos levantados en tiempo real
en el tranformador, laboratorio, cables de media y baja intensión.
Campos Magnéticos
Es necesario considerar que los los campos magnéticos puedan desencadenar efectos
biológicos a mediano y largo plazo, desestabilizando el bienestar de las personas. “Algunas personas
han atribuido un conjunto difuso de síntomas (dolores de cabeza, ansiedad, depresiones, náuseas,
fatiga y pérdida de la libido) a la exposición de baja intensidad de campos magnéticos” (García, 2018)
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Es por esto que, realizar investigaciones en búsqueda de métodos atenuantes que reduzca la
exposición y el riesgo de afectaciones en la salud de las personas es la principal preocupación de esta
investigación, conjuntamente con la socialización sobre las posibles causas que puede perjudicar la
integridad en los seres vivos si sobrepasa los límites permitidos.
De acuerdo a los razonamientos anteriores, Macias (2017) indica que las personas pueden
tener efectos en su salud por una interacción directa, es decir si el campo es considerablemente bajo
no producirá ningún problema, hasta el momento no se ha identificado un mecanismo que por debajo
de los campos de 5 µT podría provocar una interacción que surge un efecto en todo el cuerpo,
posiblemente se tenga que exponer a más de 50 µT para que la radiación sea lo suficientemente grande
como para producir daños en la salud, como por ejemplo se puede relacionar con una de las
enfermedades en niños como es la leucemia infantil, cuyos datos son estadísticas de diferentes
investigaciones realizadas.
Por su parte Acuña (2010) indica que los campos magnéticos afecta a las personas, sin
embargo no todas las exposiciones son negativas en este sentido considerando como afectaciones
directas e indirectas, un ejemplo de este último es la inducción en los diferentes órganos y fluidos de
los seres vivos, en este mismo orden de ideas, una directa se enfoca a la falla inducida por ese mismo
campo sobre el marcapasos de un enfermo cardiaco, cabe agregar que estos efectos pueden ser a corto
y largo plazo, manifestándose el primero de diferentes maneras, por ejemplo, mediante la
estimulación nerviosa o muscular, la vibración de los bellos de la piel, etc., de la misma manera,
existen estudios epidemiológicos que demuestran una correlación entre distintos tipos de cáncer.
El Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi es una institución de nivel superior que acoje a
muchos estudiantes que se encuentran distribuidos en diferentes aulas, laboratorios y talleres, etc.,
mismos que pasan su mayor parte del tiempo en estos espacios cumpliendo con sus obligaciones
académicas, por tal razón se debe garantizar el bienestar y su salud, por tanto, se ha designado cuatro
áreas que serán sometidas análisis de radiación de campo magnético:
• La cámara de transformación ubicada en el extremo sur de la institución siendo una de las
fuentes principales de radiación de campos magnéticos.
• El laboratorio que se encuentra junto a la cámara de transformación, convirtiéndose en un
riesgo para los estudiantes que cumplen sus actividades diariamente en este espacio.
• Lo acometida de baja tensión soterrada a corta distancia de los pasos peatonales y áreas
verdes.
• El alimentador de media tensión con instalación subterránea paralela al parqueadero que
atraviesa toda la institución.
Bajo este contexto, este establecimiento educativo fue considerado como objeto de estudio,
siendo una institución dedicada a la formación de profesionales de nivel superior en diferentes áreas
técnicas como electricidad, electromecánica y reparación de motores, carreras predominantes en la
institución, constituyendo un ente inclusivo en aspectos como género, raza y culturas de diferentes
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sectores del país. Se encuentra ubicado en el cantón Latacunga, provincia Cotopaxi. En la actualidad
la institución cuenta con 1400 estudiantes y 80 docentes desarrollando actividades académicas en
aulas y laboratorios que se encuentran cercanos a la cámara de transformación y acometidas de media
y baja tensión, en donde surge la necesidad de determinar y analizar la cantidad de campo magnético
influyente en las áreas académicas circundantes, permitiendo investigar posibles efectos en la salud
de los estudiantes.
Para resolver esta problemática se pretende evaluar la magnitud de afectación por radiación
magnética producidos en un transformador de potencia y conductores eléctricos, mediante la
recolección de datos en diferentes zonas con el instrumento de medición EMF 200, afianzando los
resultados mediante cálculos y simulación para contrastar con normativas establecidas y determinar
si se encuentra dentro de los limites admisibles.
Sistemas de tareas en relación a los objetivos planteados:
Entre los objetivos específicos de esta investigación comprende en indagar sobre los límites
de radiación magnética que especifica normativas locales e internacionales para evitar afectación en
las personas. Procesar datos de campos magnéticos en áreas circundantes al transformador de
potencia, conductores de MT y BT mediante técnicas estadísticas y métodos de cálculo generando un
criterio de verificación. Analizar los resultados obtenidos, calculados y simulados contrastando con
normativas de protección, para valorar si se encuentra dentro de los limites admisibles. A
continuación, se plantea la siguiente tabla:
Tabla I
Tareas en relación a objetivos
Elaborador por: Villamarín, V, Peñaherrera, V. & Llango M (2022)
Fuente: Investigación IST Cotopaxi (2022)
Objetivos específicos
Actividad (tareas)
Resultado de la actividad
Descripción de la
actividad (técnicas e
instrumentos)
Indagar sobre los límites de
radiación magnética que
especifica normativas locales
e internacionales para evitar
afectación en las personas
Identifica límites de radiación
magnética con valores en el
ámbito ocupacional y
público, con base a
normativas establecidas
Conoce los límites de
exposición de campos
magnéticos con el fin de
evitar efectos que puede
afectar a la salud de las
personas
Investigación
bibliográfica
Procesar datos de campos
magnéticos en áreas
circundantes al transformador
de potencia, conductores de
MT y BT mediante técnicas
estadísticas y métodos de
cálculo generando un criterio
de verificación
Adquisición de datos bajo
normativas utilizando un
instrumento de medida.
Se aplicará métodos de
cálculo y simulación en base
a datos de corriente
Los datos encontrados
durante la investigación
permitirán valorar los
resultados en diferentes áreas
y tiempos con diferentes
métodos
Investigación
descriptiva
Analizar los resultados
contrastando con normativas
de salud y protección, para
valorar si se encuentra dentro
de los limites admisibles
Elaborar medios de análisis y
comparación para establecer
rangos de afectación
Compara los resultados
obtenidos con normativas y
determina si existe riesgo a la
exposición de campos
magnéticos
Método cualitativo
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Electricidad y electromagnetismo
El aporte del área de electricidad y electromagnetismo establece una investigación científica
con un enfoque cualitativo mediante la observación en campo y llevadas a un análisis, cuantificando
los valores reales y comparando con umbrales seguros de exposición, asegurando la salud de los
estudiantes. Además, es necesario mencionar que el estudio tiene un alcance a corto y mediano plazo,
por medio de la socialización de resultados y recomendación de acciones de seguridad en el caso de
que los valores recopilados superen los límites permitidos, a los principales beneficiarios como son
los estudiantes y docentes que conforman la comunidad académica del Instituto Superior Tecnológico
Cotopaxi , representando un alto impacto a favor de la salud de todos..
Efectos de los campos magnéticos en la salud de las personas
Deterioros en la reproducción
Al tratarse de la reproducción humana es preocupante los daños que puede ocasionar la
exposición a los campos magnéticos, en este sentido Andrei Tchernitchin (2018) menciona que gran
porcentaje de los abortos espontáneos son causados por el contacto que tiene las personas en gestación
con ambientes contaminados de CM, principalmente este problema existe al inicio del embarazo,
estudios realizados ubican a este problema entre los principales causantes de abortos. Indica también
que el riesgo no solamente proviene de cables energizados y transformadores sino de terminales de
video y Comunicaciones
Efectos biológicos
En su artículo Fustel et al García (2012) asegura que los efectos biológicos son respuestas
medibles a un estímulo o cambio en el medio sin ser perjudiciales para la salud por lo que el
organismo se adapta a numerosas y variadas influencias del ambiente. Por otro lado, los cambios
irreversibles que mantienen a un sistema en tiempos muy prolongados son un riesgo para la salud. La
exposición a los campos magnéticos estimula un efecto biológico detectable en el organismo, que
provoca secuelas dañinas en los seres vivos cuando supera las posibilidades de compensación del
organismo.
Cuando un sistema vivo es sensible a CEM de una determinada frecuencia, la exposición
puede generar modificaciones funcionales o incluso estructurales del sistema. En condiciones
normales, estas modificaciones son reversibles en el tiempo y cuando el estímulo desaparece el
organismo vuelve a las condiciones de equilibrio inicial. Para que se produzcan alteraciones
perjudiciales, las modificaciones inducidas tienen que ser irreversibles. Es en este caso cuando
podemos esperar que el sistema entre en un proceso que conduzca, en el tiempo, a una situación de
riesgo de enfermedad. Considerando que si se supera el umbral permitido a la exposición puede
desencadenar efectos bilógicos en la salud de las personas. Artigas García (2012).
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Sobre la base de las consideraciones anteriores existes efectos probados encausados a la
frecuencia relacionando las afectaciones que puede generar por la diferencia de esta. Así por ejemplo
la frecuencia inferior a 100kHz puede inducir cargas o corrientes eléctricas en los tejidos expuestos,
ocasionando perturbaciones en el sistema nervioso o muscular. Mientras que los CEM de frecuencia
entre 100kHz 10GHz puede absorber la energía irradiada provocando un aumento en la temperatura
corporal, considerando que a menor frecuencia mayor es la penetración del campo en los tejidos. En
el mismo sentido con las frecuencias superiores a 10GHz la energía de afectación en los tejidos es
mínima por la profundidad de penetración de la irradiancia es muy pequeña. Masoud Jaradt ( 2019).
Dadas las condiciones que anteceden, a los CEM también se les atribuyen ciertos síntomas en
las personas que se encuentran expuestas a estas radiaciones, como dolores de cabeza, ansiedad,
depresión, fatiga, pérdida de la libido, a pesar que no se han demostrado también se ha considerado
casos de irritación ocular y cataratas en trabajadores expuestos en su mayoría del tiempo a radiación
de radiofrecuencia. En la misma línea el estudio de efectos cancerígenos es muy controvertida por la
falta de investigaciones concretas y puntuales, de la misma manera se considera el incremento de
riesgo de leucemia infantil asociados a la exposición de campos magnéticos de baja frecuencia en el
ambiente. Seker (2019).
Cancer
Diferentes estudios indican que la radiación electromagnética de baja frecuencia emitida por
elementos de radio, comunicación, conductores, etc., aumenta la posibilidad de desarrollar una
variedad de enfermedades como: leucemia, cáncer de mama, cáncer en testículos, tumores cerebrales,
entre otros; todo esto depende del organismo de cada persona y al tipo de enfermedad que adquiera,
en este sentido se atribuye con alta certeza a leucemia en niños y cáncer cerebral en adultos, por otro
lado el de menor preocupación es el cáncer de mama y cáncer cerebral en menores. Andrei
Tchernitchin (2018).
Normativa a nivel mundial
El presente apartado habla sobre el marco legislativo y normativo referente a la exposición a
campos magnéticos. Como puede observarse a continuación, la organización ICNIRP considera en
su guía publicada en 1998 International Commission on Non-Ionizing, la exposición a campos
eléctricos, magnéticos y electromagnéticos, cuyas pautas fueron consideradas por varios países
alrededor del mundo. Específicamente en las tablas 2 y 3 indica valores límites de exposición
ocupacional y publica, significa entonces que para una frecuencia de 60 Hz corresponde un límite de
416,66 µT y 83,33 µT respectivamente.
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Tabla II
Valores de exposición ocupacional internacional
Rango de frecuencia
Densidad de flujo magnético [T]
1 Hz – 8Hz
0,2/f²
8Hz – 25Hz
2,5 x /f
25Hz – 300Hz
1 x
300 Hz – 3kHz
0,3/f
3kHz – 10MHz
1 x
Nota: Datos obtenidos de la investigación de campo
Dadas las condiciones que anteceden la comisión internacional ICNIRP, en 2010 actualizó las
directrices de su normativa “Guidelines for limiting exposure to time-varying electric and magnetic
fields (1 Hz TO 100 kHz),” que hace referencia hasta la actualidad, en la cual detalla valores de
exposición ocupacional y pública. Tal como se observan en las tablas 2 y 3 indica las
recomendaciones descritas en el documento citado anteriormente, para distintas frecuencias de
trabajo. En relación con este último para el presente estudio, se considera una frecuencia de 60Hz,
perteneciendo a la tercera posición 25 ≤ f < 300Hz, lo que establece 1000 µT para una exposición
ocupacional y de 200 µT para una exposición pública.
Tabla III
Valores de exposición pública internacional
Rango de frecuencia
Densidad de flujo magnético [T]
1Hz – 8Hz
4 x / f²
8Hz – 25Hz
5 x / f
25Hz – 50Hz
2 x
50Hz – 400Hz
2 x
400Hz - 3kHz
8 x / f
3kHz – 10MHz
2,7 x
Nota: Datos obtenidos de la investigación de campo
Normativa en Ecuador
Según el Ministerio del Ambiente manifiestan que los niveles de referencia para la exposición
a campos eléctricos y magnéticos provenientes de fuentes de 60 Hz, para público en general y para
personal ocupacionalmente expuesto, se encuentran establecidos en la tabla IV.
Tabla IV
Valores límite de exposición local
Tipo de exposición
Densidad de flujo magnético [µT]
Público en general
83
Personal Ocupacionalmente Expuesto
417
Nota: Datos obtenidos de la investigación de campo
METODOLOGÍA
Para el desarrollo de esta investigación se integra un método deductivo que permite un
enfoque de lo general a lo especifico con un proceso para alcanzar una meta, siendo el investigador
el principal instrumento de recopilación de información y análisis.
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Asimismo, el diseño de la investigación es de campo, con apoyo en lo documental, desde los
datos que se obtengan de la realidad, apoyados en una revisión bibliográfica especializada en el tema,
lo que permite interpretar a profundidad la realidad observada.
El tipo de investigación descriptiva también es fáctica, trasciende los hechos, utiliza el método
deductivo, trabaja bajo el supuesto que el conocimiento científico es verificable, generaliza resultados
encontrados en contextos o situaciones amplias, busca puntos de confirmación para las leyes
generales. (Córdoba, 2008).
Para la búsqueda de información sobre si las radiaciones magnéticas causan alguna anomalía
en la salud, los estudiantes el Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi, tomaron datos a través de
encuestas y entrevistas a profesionales de la salud, realizando un análisis de las normativas de salud
que posterioremente demostraron la hipótesis planteada. Es relevante mencionar que para esta
actividad, se tomó referencias principales de teorías sobre campos magnéticos y los problemas que
produce en los seres humanos cuando se tiene una gran exposición.
Para la adquisición de datos de campo magnético se consideró una técnica de medición muy
usual como es la utilización de fluximetro:
… un fluximetro mide los cambios en el flujo magnético, detectados a través de una bobina
de Helmholtz o similar. Funcionalmente un fluximetro consta de una bobina captadora y un integrador
electrónico, como se muestra en la figura 10. Un cambio en el flujo total a través de la bobina
captadora induce un pequeño voltaje, que luego se integra con el tiempo. Al integrar el voltaje
desarrollado por la bobina, que a su vez es proporcional a la derivada del flujo que pasa a través de
la bobina, un fluximetro puede medir cambios netos en ese flujo [21, pp. 125-148]
Figura 1.
Diagrama de componentes fluximetro
Fuente: Datos obtenidos en la investigación de campo
Se considera este gráfico al ser un análisis estadístico que se empleará para determinar la
distribución normal de los campos magnéticos en los diferentes escenarios planteados, permitiendo
modelar una serie de eventos normales y sus probabilidades de ocurrencia, partiendo de una base de
datos adquiridos en los puntos de mayor radiación. Además, se utilizará la distribución normal
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aplicando una repartición de datos continuos, que produce una curva simétrica en forma de campana
como se muestra en la figura 1.
Resulta oportuno mencionar que los datos de campos magnéticos para el análisis fueron
adquiridos durante varios días de lunes a viernes incluyendo horas de la noche cada 5 minutos, con
el objetivo de abarcar todos los horarios de trabajo. De la misma manera para abarcar la mayor
cantidad de carga durante la medición se encendió todas las luminarias de las áreas internas y externas
de la institución, con cargas adicionales en el día por trabajos mecánicos realizados en las
instalaciones, debido a esto no existe horario específico para descartar datos al mantener un constante
consumo de los receptores conectados al momento de la recopilación.
Figura 2.
Campana de Gauss
Fuente: Datos obtenidos en la investigación de campo
Aquí se puede apreciar todas las distribuciones de probabilidad la distribución normal es la
más importante, permitiendo reflejar medidas que son divisibles infinitamente. En este sentido se
expresa la relación siguiente (3).
Donde:
• = desviación estándar
• = 3.1416
• = 2.71828
• = Variable normalizada (calificación estándar Z)
A la relación citada para obtener la distribución normal se le conoce como forma tipificada y
se dice que Z se distribuye normalmente con la media cero y varianza uno, en el área total limitada
por la curva y el eje de las es uno; de ahí que el área bajo la curva entre dos ordenadas y
, donde representa la probabilidad de se encuentre entre y , se expresa
.
Algunas propiedades de la distribución normal dada por la relación antes citada son:
• La media es
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• La varianza es
• La desviación típica es
• La desviación media
Por tal razón, esta investigación se basó en un estudio descriptivo, al tener una cantidad
considerable dede campos magnéticos para comprobar las medidas tomadas en el transformador,
líneas de baja tensión, líneas de media tensión y áreas de laboratorio son nocivas para la salud de los
estudiantes del Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi.
RESULTADOS
El presente apartado contribuye a la culminación del análisis de campo magnético en la
institución, desde el punto de vista de los resultados que ofrece el levantamiento de información, que
proporciona la capacidad de comparación entre las áreas de estudio, en este sentido se ha considerado
más oportuna una representación de los valores obtenidos a través de una superficie en tres
dimensiones que permite contemplar fácilmente la distribución conseguida.
En la figura 3, se puede apreciar claramente el comportamiento del campo magnético en las
diferentes zonas sometidas análisis, distinguiendo una distribución de colores térmica que permite
una identificación más intuitiva de los valores. La barra de la derecha muestra la escala de colores en
función de la magnitud en µT, iniciando por el mínimo valor representado de color azul llegando al
máximo que corresponde al color amarillo.
En el marco de las observaciones anteriores se puede apreciar que la zona de mayor campo
magnético corresponde a los cables de media tensión a 13,8kV que atraviesa todo el instituto,
alcanzando un valor máximo de 5,05 µT, que constituye el dato más elevado en toda la investigación,
sin embargo, no excede el límite permisible que puede provocar afectaciones a la salud.
Seguidamente se tiene los cables de baja tensión a un nivel de 220V, que se sitúa en segundo
lugar como generador de campo magnético en toda la zona de análisis con un valor máximo de 3,49
µT a un metro de distancia.
Por otra parte, se presenta la radiación correspondiente al transformador de potencia con una
relación de transformación de 13,8kV/220V, el cual contribuye con un nivel notablemente bajo de
campo magnético, llegando a un máximo de 0,74 µT y un mínimo de 0,01 µT, por sus características
constructivas y apantallamiento que reduce drásticamente los valores de radiación.
Finalmente se observa el espacio con emisiones más bajas en toda la superficie de análisis que
pertenece al laboratorio, con un valor máximo de 0,31 µT, constituyendo un riesgo menor en la salud
de las personas como se explicó anteriormente.
Dadas las condiciones que anteceden, la figura 4 representa gráficamente en tres dimensiones
los cálculos realizados en cada uno de los generadores de campo magnético ubicados en la institución,
donde los valores más altos están considerados a un metro de distancia. Se puede apreciar que el
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transformador asciende a 6,9 µT con respecto al caso anterior, puesto que el cálculo fue realizado
sobre las bornas del transformador y no hacia un costado como se midió anteriormente.
Posteriormente se tiene un valor de 4,03 µT y 1,25 µT para los cables de MT y BT respectivamente,
cotejando con lo medido no existe una diferencia extrema.
Figura 3.
Medición de campos magnéticos en 3D
Elaborado por: Villamarín, V (2021)
Fuente: IST Cotopaxi
Figura 4.
Cálculo de campos magnéticos en 3D
Elaborado por: Villamarín, V, Peñaherrera, V. & Llango M (2021)
Fuente: IST Cotopaxi
Con respecto a la simulación mediante el software QuickField, también se dispone de un
análisis comparativo con respecto a los dos anteriores, donde en la figura 5 exhibe el comportamiento
del campo magnético dejando en lo más alto a los cables de MT con 6,95 µT, seguido del
transformador con 6,09 µT y finalmente a los cables de BT con 2,5 µT, que consecuentemente
guardan estrecha relación con las medidas levantadas en campo y el cálculo indicado en los apartados
anteriores.
Este acápite expresa de una manera concreta la comparación de los valores de radiación
levantados en campo, calculados y simulados para finalmente validar con los límites que enuncia la
normativa indicada anterioremnte. Hecha la observación anterior se contrasta resultados de todas las
zonas analizadas en esta investigación, según se observa se considera únicamente los valores
máximos de cada área de estudio a la menor distancia, a razón de que los datos mínimos son
despreciables frente a los límites establecidos como riesgo de exposición.
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De la misma manera se divisa la relación entre resultados que no tiene un margen de error
considerable corroborando que el estudio es fiable. No obstante, los datos medidos en el
transformador en comparación con el cálculo y la simulación tienen una diferencia notable, es por
motivo que la verificación se realizó a partir de la cuba transformador y no como estipula el
procedimiento en la tabla 2 sobre las bornas de MT y BT.
Figura 5.
Simulación de campos magnéticos en 3D
Elaborado por: Villamarín, V, Peñaherrera, V. & Llango M (2021)
Fuente: IST Cotopaxi
Tabla V
Contraste según normativa
Áreas de análisis
Valores
medidos (µT)
Valores
calculados
(µT)
Valores
simulados
(µT)
Valores límite según
normativa
internacional (µT)
Valores límite
según
normativa
nacional (µT)
Cables MT
5,05
4,03
6,95
1000
417
Cables BT
3,49
1,25
2,25
1000
417
Transformador
0,74
6,9
6,09
1000
417
Laboratorio
0,31
-
-
1000
417
Elaborado por: Villamarín, V, Peñaherrera, V. & Llango M (2021)
Fuente: IST Cotopaxi
Seguidamente hay que mencionar que, una vez establecidas las cuatro zonas de análisis por
su alta afluencia de personas, se subdivide en cinco puntos para media tensión, dos puntos para baja
tensión y uno para transformador y laboratorio, con una muestra de 100 datos por cada una de las
áreas anteriormente asignadas a diferentes distancias con un total de 300 datos. En base a lo expuesto,
el análisis se consideró por una variabilidad de carga con horas de mayor y menor consumo tomando
valores pico.
Adicionalmente las derivaciones existentes hacia los tableros de cada bloque no fueron
consideradas debido a que el campo magnético que generan no tiene un impacto considerable, por tal
razón se analizó únicamente la acometida principal de baja tensión, donde abarca la alimentación
correspondiente a toda la institución.
Considerando que a partir del software AutoCAD, expone la planta de la institución planteada
donde indica los diferentes puntos de análisis de campos magnéticos, que permite identificar mediante
colores cada una de las áreas analizadas, en este orden de ideas el rojo pertenece a la zona de media
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tensión (alimentador), el verde a la zona de baja tensión, el azul al transformador y el amarillo al
laboratorio. Cabe agregar que el alimentador es totalmente ajeno a carga interna del centro educativo
por lo cual existirá diferencias de corrientes relacionadas a MT y BT, sin embargo, es tomado en
cuenta por atravesar gran parte de las instalaciones.
Figura 6.
Puntos de análisis
Elaborado por: Villamarín, V, Peñaherrera, V. & Llango M (2021)
Fuente: IST Cotopaxi
De lo anterior se deduce que los valores de radiación magnética recabados en las diferentes
zonas del instituto se encuentran muy por debajo de los limites admisibles citados en la normativa
referenciada, concluyendo que no existe ningún riesgo para los estudiantes que acuden al laboratorio
y que transitan por las áreas donde se encuentran las canalizaciones subterráneas de las acometidas
de media y baja tensión, conjuntamente con el transformador generando un valor inferior, por razones
expuestas anteriormente.
Cabe agregar que se consideró los valores referenciales de exposición pública ya que el objeto
de estudio de este proyecto se enfoca a la comunidad educativa, sin embargo, para la exposición
ocupacional también se encuentra dentro del rango admisible.
Sobre la base de las consideraciones anteriores este apartado determina una mayor exposición
de campo magnético a medida que se eleva la corriente obteniendo una relación directamente
proporcional. Para este caso de estudio haciendo referencia a la tabla VI y los resultados expuestos
en esta sección se observa que para una corriente de 450 A en MT se tiene 6,95 µT, mientras en BT
con 120 A alcanza 3,49 µT, del mismo modo sobre las bornas del transformador con corrientes totales
de 126 A se tiene 6,9 µT. La corriente en MT es mayor porque es un alimentador ajeno a la carga de
la Institución y se lo considero por estar en gran parte de la superficie de estudio.
N+0.80
N+1.00
N+0.80
PROYECTADO
PROYECTADO
CALLE DE LOS VOLCANES
B
D
VIA PROYECTADA
b
a
A
E
C
PANAMERICANA SUR
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https://doi.org/10.55204/trc.v3i1.e101
En este sentido es necesario recalcar que todos los datos fueron levantados dentro del tiempo
de pandemia, es decir son datos aproximados que puede variar con el aumento de carga en el caso de
que las instalaciones trabajen al 100%. Sin embargo, los resultados encontrados indican que existe
un rango amplio con respecto a la normativa, ubicando muy por debajo del límite permitido, en otras
palabras, si existiera la posibilidad de duplicar el valor del campo magnético seguiría dentro del
umbral legal.
En consecuencia, en este proyecto de investigación no es necesario tomar medidas correctivas
para mitigar la radiación de campo magnético generado en la institución, estableciendo este lugar
como seguro para el desarrollo académico que fue el principal objeto de estudio.
DISCUSIÓN
En referencia de las acciones realizadas en la presente investigación se manifesta que se logró
la meta propuesta que consitió en analizar los campos magnéticos de las áreas consideradas las más
vulnerables por la presencia de diferentes elementos que constituye una red eléctrica. Todo esto se
obtuvo con el aporte de herramientas informáticas como MATLAB, AutoCAD, Excel y QuickField
que facilitan la interpretación y visualización de resultados mediante histogramas, curvas y graficas
en 3D.
Es necesario mencionar que para Macías (2017), y otros autores, indican que las personas
pueden tener efectos en su salud por una interacción directa, es decir si el campo es considerablemente
bajo no producirá ningún problema, hasta el momento no se ha identificado un mecanismo que por
debajo de los campos de 5 µT podría provocar una interacción que surge un efecto en todo el cuerpo,
posiblemente se tenga que exponer a más de 50 µT para que la radiación sea lo suficientemente grande
como para producir daños en la salud, como por ejemplo se puede relacionar con una de las
enfermedades en niños como es la leucemia infantil, cuyos datos son estadísticas de diferentes
investigaciones realizadas.
Por su parte Vicuña (2010) indica que los campos magnéticos afectan a las personas, sin
embargo, no todas las exposiciones son negativas en este sentido considerando como afectaciones
directas e indirectas, un ejemplo de este último es la inducción en los diferentes órganos y fluidos de
los seres vivos, en este mismo orden de ideas, una directa se enfoca a la falla inducida por ese mismo
campo sobre el marcapasos de un enfermo cardiaco.
De la misma manera, existen estudios epidemiológicos que demuestran una correlación entre
distintos tipos de cáncer, en este orden de ideas en la tabla 1 se muestran las diferencias entre los
efectos mediatos e inmediatos, comprobados o sospechados del campo magnético.
CONCLUSIONES
Parte de la bibliografía investigada con respecto a la temática de campos magnéticos permite
exteriorizar los efectos que puede causar una exposición que se encuentre fuera de los límites, en este
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sentido se tiene un umbral establecido según normativa local de 417 µT, que servirá como línea base
en la investigación.
Disponer de diferentes métodos de análisis de campos magnéticos, permite valorar los
resultados de medición, cálculo y simulación entre sí, con una efectividad del 90%. Los datos
registrados en el instrumento de manera programada y continua permiten valorar el comportamiento
de los campos magnéticos en diferentes escenarios y tiempos. Por otro lado, la simulación y el cálculo
se basa en la corriente de los elementos en estudio y la distancia desde el punto de generación hasta
el de medición. Concluyendo que los tres métodos entregan resultados confiables y con pequeños
rangos de error entre sí.
Para un análisis más exhaustivo y eficaz es necesario una considerable cantidad de valores
que en este caso fueron recopilados a diferentes distancias y tiempos de los elementos generadores
de campo magnético, permitiendo una contrastación de resultados con cálculos y simulación, en este
sentido tomando los datos máximos de los tres métodos se tiene un campo magnético de 6,95 µT para
el alimentador que atraviesa el instituto, 3,49 µT para la acometida de BT, 6,09 µT que fueron
analizados sobre las bornas del transformador y 0,31 µT para el laboratorio, que contrastando con
normativas nacionales e internacionales se concluye que las cotejos en las diferentes áreas de la
institución se encuentran dentro de los limites admisibles, por lo cual no hay riesgo de daño en la
salud de las personas que se localizan en contacto con estos elementos.
FINANCIACIÓN
Los autores no recibieron financiación para el desarrollo de la presente investigación.
CONFLICTO DE INTERESES
Los Autores declaran que no existe conflicto de intereses
CONTRIBUCIÓN DE AUTORÍA
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación de créditos a autores de
artículos científicos (https://credit.niso.org/). Los autores declaran sus contribuciones en la siguiente matriz:
Villamarin,
J., V., &
Peñaherrera
Garzón, V.
Llango
Pullotasig M
Participar activamente en:
Conceptualización
X
X
X
Análisis formal
X
Adquisición de fondos
X
Investigación
X
X
X
Metodología
X
Administración del proyecto
X
Recursos
X
Redacción –borrador original
X
X
Redacción –revisión y edición
X
La discusión de los resultados
X
X
X
Revisión y aprobación de la versión final del trabajo.
X
X
X
RECONOCIMIENTO A REVISORES:
La revista reconoce el tiempo y esfuerzo del editor Juan Carlos Santillán Lima, y de revisores
anónimos que dedicaron su tiempo y esfuerzo en la evaluación y mejoramiento del presente artículo.
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