Parámetros fundamentales de la energía eléctrica

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CAPÍTULO I
Parámetros fundamentales
de la energía eléctrica
D
ebemos conocer los parámetros, efectos y comportamientos de la energía eléctrica y
magnética que las respuestas de la materia viva ante dicha energía. Todo ello bajo el punto de vista de la fisioterapia, lo que implica un cierto conocimiento de la física, de manera
que tengamos claros los conceptos y podamos usar el mínimo de formulario, pero suficiente como para aplicar cualquier técnica de electroterapia.
Electricidad
No es otra cosa que la manifestación de la energía de los electrones (más o menos
concentrados) que normalmente proceden de la última capa de los átomos que se aglutinan o desplazan de unos a otros, produciendo fenómenos que iremos viendo.
Este movimiento de electrones está cuantificado y estudiado básicamente en las leyes de
Ohm, de Joule, de Faraday y en la electroquímica.
Las magnitudes más importantes que manifiesta la electricidad son:
—
—
—
—
—
—
polaridad,
carga eléctrica,
diferencia de potencial o tensión eléctrica,
intensidad,
resistencia,
potencia,
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ELECTROTERAPIA EN FISIOTERAPIA
—
—
—
—
—
—
efecto electromagnético,
capacitancia,
inductancia,
resistividad,
(impedancia),
efecto anódico (o sombra de la carga).
Polaridad
Para que aparezca movimiento de electrones, tienen que existir zonas donde escaseen y
zonas con exceso. Dado que la materia tiende a estar eléctricamente equilibrada, se produce un movimiento desde donde abundan hacia donde faltan. La zona con déficit se encuentra cargada positivamente (+) o ánodo y la zona con exceso se encuentra cargada negativamente (–)
cátodo (Fig. I. 3).
Se podría decir que la lógica del lenguaje nos indica lo contrario, [(–) allí donde escasean
y (+) donde abundan], pero antes de conocer la estructura del átomo, se pensaba que las
cargas eléctricas se desplazaban de (+) a (–), para descubrir, tras los hechos, que se estaba empleando la nomenclatura al contrario de la realidad. A pesar de ello, persiste que (+)
es defecto de cargas eléctricas y (–) exceso de cargas eléctricas con el fin de mantener la
nomenclatura inicial.
Más adelante se insistirá en la aclaración en relación con las cargas eléctricas, polaridad,
fuerza electromotriz, etc., cuando se aplica a una disolución o cuando la disolución es la
generadora.
Son dos fuerzas opuestas y de igual magnitud, pues con la misma fuerza atrae hacia sí el
(+) como repele el (–) fuera de sí.
Carga eléctrica
Es la cantidad de electricidad (número de electrones) disponible en un determinado
momento en un conjunto delimitado de materia o en un acumulador (batería, pila); su cuya
unidad es el culombio, que aproximadamente es 6,25 · 1018 (6,25 trillones de electrones)
(96.500 culombios = a un mol de electrones). Si por un conductor eléctrico pasan los electrones contenidos en la carga de un culombio cada segundo, está pasando 1 Amperio de
Intensidad (Fig. I. 1). Comparando el fluido eléctrico con un fluido hidráulico, diríamos
que la carga son los litros disponibles en el depósito.
A
B
C
A. Mucha diferencia de potencial
B. Poca diferencia de potencial
C. No hay diferencia de potencial
Figura I. 1.
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Diferencia de potencial, tensión eléctrica o voltaje
Es la fuerza «impulsora» que induce a los electrones a desplazarse de una zona con exceso
a otra con déficit. Dicha fuerza recibe también el nombre de fuerza electromotriz. La compararíamos con la presión del agua u otro fluido cuando se encuentra en recipientes a distinta altura. Su unidad es el voltio (V) (Fig. I. 2).
Diferencia de potencial es lo que habitualmente denominamos tensión o voltaje. Para medirlo,
la energía eléctrica debe manifestarse en forma estática. Si ambas cargas que se comparan
se las comunica por un conductor, se produce el trasvase de electrones de una a la otra,
desapareciendo progresivamente la diferencia de potencial de manera inversa a como se
produce el trasvase de electrones.
Medida de
tensión en
voltios
Figura I. 2.
Fuerza electromotriz
Es la fuerza que trata de devolver el equilibrio eléctrico a las cargas eléctricas y a los iones
(átomos desequilibrados eléctricamente) provocando el movimiento de electrones desde
donde abundan hacia donde escasean.
a) Si el desequilibrio es (+) (defecto de electrones), genera succión sobre otras cargas
eléctricas próximas y de signo (–).
b) Si el desequilibrio es (–) (exceso de electrones), genera repulsión o intento de salto a
otras cargas eléctricas próximas y de signo (+) (Fig. I. 3).
Cuanto mayor sea la diferencia de potencial eléctrico entre las dos cargas que se comparan, mayor será la fuerza electromotriz que se genera entre ambas, de forma directa a la
diferencia entre las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las
separa. En el circuito hidráulico, será el parámetro de la presión.
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Figura I. 3.
Intensidad
Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Su unidad es el
Amperio (A). Se representa con (I).
Si pudiéramos contemplar el referido paso de electrones por el conductor, veríamos cómo
se mueven en sentido del polo (–) al polo (+), es decir, de donde abundan a donde escasean (Fig. I. 4). De otro modo: el número de litros que pasan por una tubería en la unidad
de tiempo.
Medida de
intensidad en
amperios
Figura I. 4.
Pero en ocasiones nos vamos a encontrar con referencias a la idea de que o a que el origen de la corriente es el polo positivo o ánodo. Habría que aclarar que, más que paso de
corriente, debemos hablar de: generador de fuerza electromotriz (huecos eléctricos) para producir corriente eléctrica. De hecho, son iguales y opuestas, tanto la del (–) emitiendo electrones como la del positivo succionando electrones para ocupar los huecos creados.
La intensidad es el parámetro que habitualmente denominamos corriente eléctrica y su medida se pondrá de manifiesto siempre que haya paso de energía eléctrica por un punto.
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Resistencia
Es la fuerza de freno que opone la materia al movimiento de los electrones cuando circulan a través de ella (Fig. I. 5). Luego, esta característica no es propia de los parámetros de
la electricidad, sino de la materia al ser sometida a esta energía. Su unidad es el ohmio. Se
representa con (Ω) o con (R). Sería la dificultad que ofrece la tubería en un circuito hidráulico al paso del fluido.
electrones en movimiento
átomos e iones de la materia
Figura I. 5.
La resistencia en la materia viva se presenta bastante variable, dependiendo de su composición y del tipo de corriente que circule por ella. Si la sustancia que compone la materia es
rica en líquidos y disoluciones salinas, será buena conductora.
Cuando la energía eléctrica debe superar varios elementos resistivos en serie (uno tras
otro) (Fig. I. 6), el efecto resistivo es sumativo. Pero, si las resistencias se colocan paralelamente entre sí (Fig. I. 7), el resultado resistivo del circuito es inverso a la suma de los
valores parciales, es decir, la energía circulará con más facilidad y, además, por la de menor
resistencia.
CIRCUITO EN SERIE
Figura I. 6.
CIRCUITO EN PARALELO
Figura I. 7.
En general, según la impedancia de la materia sometida al paso de energía eléctrica, si la
energía eléctrica que se aplica es de forma oscilante y alta frecuencia, la materia mostrará
menor resistencia que si fuera de baja frecuencia. Si la energía eléctrica que se aplica presenta mucha diferencia de potencial (voltaje), la materia presenta menor resistencia. Pero,
si se intenta con poca diferencia de potencial, la resistencia será alta.
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Suponiendo que aplicamos energía eléctrica sin oscilaciones, es decir, de forma continua
(galvanismo), podemos hallar sus respectivos parámetros con las siguientes fórmulas de
la ley de Ohm (Fig. I. 8).
Ley de Ohm
La ley de Ohm establece las relaciones existentes entre los distintos parámetros eléctricos
mediante una ecuación en la que dos variables nos conducen a la incógnita.
Como incógnita, podemos tener la resistencia de un conductor o de un circuito, el voltaje
de entrada o de caída en un circuito, la intensidad consumida, la potencia, el trabajo, el
tiempo necesario para lograr un trabajo, etcétera.
Una forma fácil y resumida de trabajar con esta ley se aprecia en la figura I. 8.
Cálculo de
(I)ntensidad
Cálculo de
(V)oltaje
Cálculo de
(R)esistencia
Figura I. 8.
Potencia
Es la velocidad con que se realiza un trabajo y, utilizando la energía eléctrica, será el producto de V · I. En este caso se emplea para medir la velocidad con que se produce la transformación de una energía en otra. Por ejemplo: la conversión de electricidad en calor. Su
unidad es el vatio, expresado con la (W) (Fig. I. 9).
De la vida cotidiana podemos escoger multitud de ejemplos que nos aclaran el concepto
de potencia, pues es importante tener claro a qué nos referimos cuando somos capaces de
W
V · I
Figura I. 9.
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aseverar, en la figura I. 10, que la excavadora de la derecha es más potente que la de su
izquierda, aunque no se haya demostrado o las veamos paradas, ya que, como se dice arriba, potencia es la capacidad de llevar a cabo un trabajo, no de haberlo realizado.
Figura I. 10.
En general, el aspecto de la herramienta nos indica su potencia.
Cuando a un paciente le aplicamos calor y manifiesta que siente quemazón o dolor por el
calor excesivo, realmente estamos aplicando demasiada potencia.
J
W · t
Figura I. 11.
Trabajo
Si multiplicamos la potencia durante un determinado tiempo (expresado en segundos)
obtenemos el trabajo realizado. La unidad del trabajo es el julio (J) (Fig. I. 11).
Ante la diferencia conceptual entre potencia y trabajo, podemos decir que se trata de lo
siguiente: mientras que en la potencia se aprecia la capacidad o «potencial acumulado» de
realización de o para poder realizar un trabajo, en el trabajo se mide realmente lo conseguido y sus parámetros una vez realizado, entrando a formar parte como parámetro fundamental el tiempo. Luego la potencia es el trabajo realizado únicamente en 1 segundo.
Si colocamos en dos habitaciones de idénticas características sendas estufas, de manera
que una sea de 500 W y la otra de 3.000 W, ¿qué habitación estará más caliente al pasar
media hora?
La simple experiencia nos dice que, lógicamente, donde la estufa es más potente —incluso
estando desconectadas de la red eléctrica y antes de comenzar a contar la media hora— la
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estufa de 3.000 W va a conseguir antes el calentamiento, porque, si conocemos que va a
consumir más energía en intensidad (I) y tiene menor resistencia (R), podremos afirmar
de antemano y a ciencia cierta que esta estufa (la más potente) realizará antes su cometido. En definitiva: sabemos calcular anticipadamente su potencial acumulado.
Una vez pasada la media hora, comprobamos que se ha producido mayor cantidad de energía calórica procedente de la transformación de la energía eléctrica, pudiendo asegurar y
mensurar la capacidad de trabajo de una estufa sobre la otra contando con los parámetros
eléctricos y el adecuado manejo de la ley de Joule (Fig. I. 11).
El parámetro tiempo transcurrido es fundamental para la obtención del trabajo. En la figura I. 12 vemos un corredor que viene desde lejos hasta alcanzar la meta. Para conseguirlo tuvo que aplicar una fuerza durante un tiempo. En electricidad es bueno desconectarse de la consabida definición que reza: «Potencia es igual a trabajo partido el tiempo».
Figura I. 12.
Siempre que apliquemos energía eléctrica destinada a conseguir un trabajo mediante la
transformación de la energía en otra nueva o distinta, la energía aplicada será medida en vatios
(W). Cuando únicamente queremos saber la cantidad de energía eléctrica que circula por
un conductor o por la materia orgánica tratada, las mediciones se harán teniendo en cuenta el voltaje (V), la resistencia (R) y la intensidad (I).
Supongamos que no conocemos el voltaje (V) y deseamos obtener el trabajo realizado,
para llegar a la potencia (W), utilizando adecuadamente la ley de Ohm de la figura I. 8,
sustituiremos (V) por (I · R), siendo W = (I · R) · I y, por consiguiente, el trabajo en
(J) = I2 · R · t (Fig. I. 13).
Figura I. 13.
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W
J
V · I
W · t
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Calor
El paso de una corriente eléctrica a partir de determinada intensidad, y si a su vez el conductor presenta bastante resistencia, genera calor en la materia que la conduce por transformación de energía.
El trabajo realizado en los tejidos vivos se expresa según la fórmula de Joule, fundamental en electroterapia:
C = k · R · I2 · t
Al observar la fórmula, vemos que las posibles calorías a conseguir dependen de unos factores que se multiplican todos entre sí, siendo (k) 0,24 o constante de conversión de julios
a calorías, (R) la resistencia del conductor, (I2) la intensidad al cuadrado y (t) el tiempo
en (sg) que se está produciendo la transformación de energía en calorías.
Calor y temperatura
Calor es la cantidad de energía térmica generada por la agitación molecular de la materia
o provocada por el movimiento de cargas eléctricas a través de ella, de la materia. Se mide
en calorías (C).
Temperatura es la concentración o densidad de calorías en un volumen dado. Se mide en
grados (°C, °K o °F).
El siguiente ejemplo puede dejar claros ambos conceptos (Fig. I. 14).
Se llenan a la par dos tazas con café procedente de la misma cafetera, pero una bastante
más grande que la otra, y nos preguntaremos...
¿Cuál será la temperatura en ambas? La misma.
¿Qué taza necesitará más calorías para elevar un grado de temperatura el líquido que contienen? Lógicamente, la grande.
Figura I. 14.
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El calor es energía; la temperatura no es energía: solamente es la expresión de la densidad
de calorías en una porción de materia.
Velocidad de trasmisión energética
De los epígrafes anteriores, referidos a potencia y trabajo, deducimos que, al aplicar una energía, podemos hacerlo de forma muy acelerada o lentamente. La rapidez en la aplicación
de una energía depende fundamentalmente de la potencia y de la capacidad de los tejidos
para asimilarla.
No tiene nada que ver el láser quirúrgico, donde a velocidad de inyección energética es
tan alta, que volatiliza los tejidos. Pero la misma energía podemos aplicarla de forma lenta, para que los tejidos la vayan asimilando lentamente.
¿Por qué nos quemamos si sumergimos la mano en agua caliente a 60 °C? Sin embargo,
al introducirla en un horno de Bier a 110 °C, se tolera perfectamente. El contacto directo
entre la piel y el agua permite un trasvase rápido de energía, pudiendo lesionar los tejidos.
El trasvase energético entre aire y piel es más lento, permitiendo que los tejidos lo toleren
y se readapten. La capacidad de trasmisión de calor entre el agua y piel es 20 veces superior que entre aire y piel.
Dado que en fisioterapia los objetivos pretendidos se basan en conseguir reactivar situaciones metabólicas deficientes, nunca aplicaremos la energía de forma muy acelerada, pero,
si lo hacemos lo suficientemente rápido como para elevar la temperatura local 2 ó 3 °C,
desencadenaremos en el sistema nervioso neurovegetativo una termorregulación eficaz.
En los procesos agudos, normalmente la táctica terapéutica se base en disminuir la energía
mediante aplicación de frío; y en los subagudos, la aplicación energética será poca y lenta.
Dosis o densidad de energía
En electroterapia aplicamos, en multitud de técnicas, diversas energías en superficies corporales más o menos grandes, con electrodos de distintos tamaños y con mayor o menor
duración de la sesión.
Por ejemplo: si pretendemos hacer pasar una corriente de 10 mA por un electrodo de 100
cm2 o por otro de 5 cm2 en un tiempo dado, corremos el riesgo de agredir más la piel con
el pequeño, mientras que el electrodo grande no llega a hacer sentir sus efectos en la zona
aplicada.
Si queremos obtener siempre los mismos efectos, independientemente del tamaño de los
electrodos, debemos elegir valores de referencia para intensidad y superficie, cuya unidad
medida unificada nos servirá como dosis para cualquier aplicación, expresada en (mA/cm2)
(W/cm2) o (J/cm2) (Fig. I. 15).
Ello nos obliga a considerar la dosis como la energía recibida, expresada en (J/cm2), que
no en la energía aplicada. En muchas de nuestras técnicas, no estamos trabajando con la
suficiente precisión y convivimos con errores importantes de dosificación.
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Pongamos una especial atención en las fórmulas de la figura I. 15, donde en primer lugar
vemos que el trabajo total (J) es igual a la potencia (W) por el tiempo en segundos (t). En
la segunda parte volvemos a observar la misma fórmula, pero contemplando la dosis (J
en cada cm2) y la superficie corporal tratada (S en cm2), que también es igual a potencia por
tiempo. Este concepto va a ser fundamental para la dosificación en muchas de nuestras
técnicas. La potencia influye en la rapidez de trasmisión energética y esta condición influye también en la dosis.
J
J (cm2) · S (cm2)
W · t
W · t
Figura I. 15.
Electromagnetismo
Es la propiedad que presenta la energía eléctrica para generar un campo magnético alrededor del conductor por el que pasa una corriente eléctrica. O también, de generar una corriente de electrones sobre el conductor que es sometido a un campo magnético (según la ley de
la mano izquierda, que en su momento se verá). Su unidad es el henrio (H). Si el conductor se encuentra arrollado sobre sí mismo en forma de bobina, se multiplica este efecto, utilizándose así en la práctica habitual (Fig. I. 16).
Sentido de las
líneas de fuerza
magnética
Sentido de la
corriente por el
conductor
Figura I. 16.
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Inductancia (auto-inducción)
Es la resistencia que opone la materia conductora a ser sometida al paso o cambio y variaciones
en la corriente (intensidad) que circula por ella; o, también, al corte de la corriente que circulaba por ella. En este instante se generan cargas eléctricas muy intensas y de signo opuesto
al que se estaba dando. Es el típico chispazo que suele producirse al pulsar un interruptor o desenchufar una plancha que está trabajando.
Capacitancia (campo de condensador)
Es la propiedad que tienen las cargas eléctricas de:
— atraerse si son de signo opuesto o de
— repelerse si son del mismo signo.
Esto es: una carga eléctrica genera otra en su proximidad de signo contrario, encontrándose ambas sin contacto físico o intercalando materia no conductora entre las dos cargas
(Fig. I. 17).
Figura I. 17.
Este fenómeno en electroterapia va a ser muy importante, ya que en él se fundamentarán
muchos mecanismos de actuación sobre el organismo, tales como:
— el campo de condensador de la onda corta,
— la respuesta motora anódica,
— la electroforesis,
— la penetración por irradiación en microonda.
Al igual que la inductancia, y debido a la propiedad de crear cargas eléctricas opuestas a la
aplicada, en la capacitancia se va a producir un freno o resistencia a:
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1) la invasión de electrones cuando se aplica un electrodo,
2) cuando se cierra o abre el circuito y
3) cuando sufre variaciones el voltaje, llegando a perderse parte de la fuerza electromotriz aplicada.
Efecto anódico
El llamado efecto anódico consiste en lo siguiente: al aplicar un impulso eléctrico al organismo con un electrodo, dentro de la materia orgánica e inmediatamente próximo al electrodo, se crea una carga eléctrica de signo opuesto que dará lugar a una diferencia de potencial entre la electricidad aplicada y las cargas eléctricas del organismo (Fig. I. 18).
(+)
Equilibrio
en la materia
orgánica
Efecto anódico:
de la materia
sale energía
(–)
(–)
Efecto catódico:
en la materia
entra energía
(+)
Impulsos eléctricos
Figura I. 18.
Esta diferencia de potencial entre el exterior y el interior de la piel es la que conduce al
paso de electrones desde el electrodo a los tejidos (siempre que el electrodo sea de carga
(–)); mientras que, si el electrodo es de carga (+), el paso de electrones se hará desde el
organismo hacia el electrodo.
Podemos hacer un símil diciendo que los electrones, cuando se acercan a una barrera o
membrana que tienen que superar, se facilitan el salto o paso limpiando rápidamente
de electrones el otro lado de la membrana, creándose asimismo un vacío, o carga (+), que
les ayudará a superar el salto de la piel (ver capacitancia y Fig. I. 17). La aplicación del
impulso, la respuesta anódica y el paso del impulso requieren un determinado tiempo para
completarse; y, por otra parte,
— la respuesta anódica no va a tener la misma forma, amplitud e intensidad que el
impulso catódico;
— ni la forma del impulso anódico va a ser la misma que originalmente se aplicó en el
electrodo.
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Impedancia
Es la referencia a un conjunto de cualidades que presenta la materia cuando es sometida a
la energía eléctrica, fundamentalmente si las corrientes presentan variaciones de polaridad,
de intensidad o de voltaje.
Resulta un concepto de complicada asimilación, pero nos quedaremos con las ideas básicas siguientes: es la suma vectorial de las tres formas de resistencia que presenta la materia.
1) Resistencia óhmica (R): a la intensidad y al voltaje (tanto en corriente continua
como en variable); freno al paso de energía; provoca caída en la tensión y disminuye el paso de intensidad.
2) Resistencia inductiva (I): resiste el cambio de intensidad cuando la corriente es
variable (solamente variable); característica propia de las bobinas; luego, trataríamos de reflejar el grado de comportamiento de la materia en cuestión, asemejándose a una bobina, retrasando la onda de intensidad.
3) Resistencia capacitativa (C): resiste el cambio del voltaje o fuerza electromotriz (solamente variable); característica propia de los condensadores; se reflejaría el comportamiento como condensador de la sustancia en prueba, retrasando la onda de voltaje.
Esto significa que...
— Si la materia no presenta ningún componente de resistencia inductiva ni capacitativa, el rendimiento y la transformación en potencia es del 100%;
— Si la materia ofrece resistencia capacitativa muy alta (o inductiva), tanto que se
retrasen 90° una onda con respecto a la otra, el rendimiento en potencia será de
cero (Fig. I. 19):
VOLTAJE
INTENSIDAD
POTENCIA
Potencia al 100%
VOLTAJE
INTENSIDAD
POTENCIA
Potencia al 0%
90°
Figura I. 19.
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— si retrasamos la onda de intensidad 45°, el rendimiento es del 50% (Fig. I. 20):
VOLTAJE
INTENSIDAD
45°
POTENCIA
Potencia al 50%
Figura I. 20.
— la presencia de resistencia inductiva en grado tal que provoque el retraso del voltaje en 45°, también reduce al 50% su rendimiento en potencia (Fig. I. 21):
VOLTAJE
INTENSIDAD
POTENCIA
45°
Potencia al 50%
Figura I. 21.
En ambos casos, las ondas de intensidad o voltaje se desfasan una de la otra, pero no pierden su valor absoluto, tanto en amperios como en voltios, mientras que:
— la resistencia óhmica no desfasa las ondas, pero sí las hace caer en sus valores correspondientes;
— para el cálculo de la impedancia final, se vuelven a trazar de nuevo paralelogramos
a las impedancias previamente calculadas (Fig. I. 22):
VOLTAJE
INTENSIDAD
POTENCIA
Rendimiento al 100%,
pero menos cantidad
Figura I. 22.
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— la suma vectorial de los distintos segmentos recibirá el calificativo de impedancia
final, representada con el símbolo (Z), y en este caso coincide con la horizontal y
se trasforma en óhmica, pero puede desplazarse hacia el sector de la inductiva o al
de la capacitativa.
Todo esto es importante, ya que influirá directamente en la potencia que realmente se está
aplicando, por la simple razón de que:
Potencia = Voltaje · Intensidad
Es necesario conocer el comportamiento de los tejidos humanos en lo referente a su impedancia ante las distintas formas de ondas y sus frecuencias, ya que de ello dependerán los
mejores o insuficientes resultados de unas u otras técnicas.
Dado que la electroterapia de baja frecuencia normalmente se aplica con electrodos sobre
la piel, cuando hablemos de su impedancia, lo haremos refiriéndonos a (Z) en ohmios por
cada cm2 de piel.
Conductividad
Es la facilidad que presenta la materia al circular por ella corrientes de electrones. Lo contrario de la resistencia o resistividad. Se mide en oh/m (ohmios por metro lineal o metro
cuadrado).
Resistividad
Es la dificultad que presenta la materia a que circulen por ella corrientes de electrones o
cargas eléctricas. Lo contrario de la conductividad. Se mide en moh/m (megohmios por
metro lineal o metro cuadrado).
Unas sustancias van a disfrutar preferentemente de una de las dos propiedades (conductoras o resistentes) y otras muchas estarán en un intermedio entre los extremos. Esto nos
lleva a hacer la siguiente clasificación de las materias en:
— Conductores de primer orden.
— Con una excelente conductividad eléctrica, y admiten mucha intensidad sin generar calor ni producir alteraciones físicas o químicas sobre la sustancia.
— Conductores de segundo orden.
— O semiconductores: están a caballo de los dos extremos. Estas sustancias no admiten demasiada intensidad eléctrica, pero, en caso de obligar el paso de corriente,
suelen presentar manifestaciones de cambios físicos o químicos, dado que los iones
serán los transportadores de energía.
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— Dieléctricos.
— No conductores, los cuales disfrutan plenamente de las propiedades de la resistividad y dificultan el paso de electrones.
Entre los conductores de segundo orden es entre los que más nos vamos a mover. Razón por la
cual es importante conocer los grados de resistividad, de conductividad o de impedancia
que presentan los distintos tejidos del organismo a las variadas formas de las corrientes
que aplicamos, sobre todo por tener influencia directa en la cantidad de energía que inyectamos al organismo. Es decir:
si aplicamos una determinada diferencia de potencial como fija e invariable, los tejidos absorberán la intensidad que permita su resistencia. Pero, si es la intensidad el
parámetro que aplicamos como fijo e invariable, será el voltaje el que se adapte a la
resistencia de los tejidos.
Por lo expresado en el párrafo anterior, se deduce que no es lo mismo 12 mA con 5 V que
12 mA con 180 V. Circunstancia que se puede dar perfectamente dependiendo de la resistencia de la materia sometida al paso de energía eléctrica.
Intensidad constante
R
V
I
Figura I. 23.
Cuando la intensidad es el parámetro que se mantiene inalterable aunque cambie la resistencia, nos hallamos ante una aplicación en intensidad constante (CC), siendo el voltaje
el que se adaptará al circuito según lo establecido en la ley de Ohm:
V=I·R
de forma que, al disminuir (R), decrece (V); al aumentar (R), aumenta (V).
Si aplicamos una intensidad fija de 50 mA y hacemos cambios en la resistencia, el voltaje
sufre variaciones en el mismo sentido que la resistencia (Fig. I. 23).
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Tensión constante
R
V
I
Figura I. 24.
Cuando el voltaje es el parámetro que se mantiene inalterable aunque cambie la resistencia, nos hallamos ante una aplicación en tensión constante (VC), siendo la intensidad la
que se adaptará al circuito según lo establecido en la ley de Ohm:
I = V/ R
de forma que, al disminuir (R), aumenta (I); al aumentar (R), decrece (I).
Si aplicamos un voltaje fijo de 50 voltios y cambiamos la resistencia, los mA sufren cambios en sentido inverso a la resistencia (Fig. I. 24).
Resistencia de los electrodos
Los electrodos usados en electroterapia de baja y media frecuencia manifiestan una determinada resistencia que depende:
— de la materia que los componga;
— del grado de humedad;
— de la presión ejercida sobre la piel;
— y del tamaño del electrodo.
La resistencia y el tamaño del electrodo se relacionan de modo inverso, es decir:
— a menor tamaño, mayor resistencia;
— a mayor tamaño, menor resistencia.
Esta variante influye directamente en la dosis expresada en (mA/cm2), convirtiéndose en
otra razón más por la que debemos controlar simultáneamente la intensidad y el voltaje,
a fin de sustituir la expresión (mA/cm2) por la de (W/cm2) o (J/cm2), mucho más precisas
para evitar los temidos riesgos de quemadura.
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Como más adelante veremos, tendremos que utilizar y hablar de corrientes de determinadas frecuencias, de longitudes de onda y períodos. Por todo ello, necesitaremos entender
y manejar los siguientes conceptos...
Ciclo
Un ciclo es la cadencia completa de una onda, con pausas o sin ellas, desde el momento que
se inicia hasta que comienza la siguiente (únicamente se considera la forma o apreciación
visual) (Fig. I. 25).
Ciclo
completo
Figura I. 25.
Período
Es el tiempo que dura una cadencia o ciclo completo (Fig. I. 26).
Frecuencia
En caso de que la corriente eléctrica sea de forma variante y las variaciones lo sean relativas al número de repeticiones con una cierta regularidad en cada unidad de tiempo (el
segundo), nos hallaremos ante la frecuencia: número de veces que se repite una cadencia
en 1 sg, es decir, en hercios (Fig. I. 26).
8 Hz u 8 ciclos por segundo
Período
1 sg
Figura I. 26.
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Libro-1
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ELECTROTERAPIA EN FISIOTERAPIA
Con estos tres factores (unidad de tiempo, frecuencia y período), ya podemos calcular cualquiera de ellos cuando sea expuesto como incógnita en el siguiente planteamiento.
1 sg = 1.000 ms
1 sg
per · F
Figura I. 27.
Esta fórmula (Fig. I. 27) se empleará para trabajar con baja frecuencia fundamentalmente, aunque puede utilizarse también en alta. Siempre con la precaución de trabajar con los
tiempos en la unidad adecuada; o sea: no se puede dividir segundos entre milisegundos (a no
ser que luego se corrija).
Veamos algunos ejemplos:
1) Queremos aplicar una corriente analgésica formada por impulsos cuadrangulares
de 2 ms a una frecuencia de 33 Hz. ¿Cuál será el período?
per. =
1 sg
1
=
= 0,030 sg = 30 ms
F
33
1) El período resultará de 30 ms, pero, dado que 2 ms son para el impulso, 28 restarán para el reposo (Fig. I. 28).
impulso = 2 ms
reposo = 28 ms
período = 30 ms
Figura I. 28.
2) Sabemos que la corriente de Trabert está formada por impulsos de 2 ms y reposos
de 5 ms ¿Cuál es su frecuencia? (Fig. I. 29).
2
5
per = 7 ms
Figura I. 29.
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