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miércoles, 22 de mayo de 2013

Tasa de absorción específica y aumento de la temperatura en el ojo humano debido a la exposición a campos electromagnéticos a frecuencias diferentes


Abstracto

Este estudio presenta un análisis numérico de la tasa de absorción específica (SAR) y la transferencia de calor en un modelo de ojo humano heterogéneo expuesto a electromagnéticas (EM) campos de 900 y 1800 MHz. En este estudio, se investigó de manera sistemática el efecto de la frecuencia de funcionamiento en las distribuciones de SAR y la temperatura en el ojo. El valor de SAR y la distribución de la temperatura en varios tejidos en el ojo durante la exposición a campos EM se obtuvieron por simulación numérica de propagación de ondas EM y un modelo de transferencia de calor que entonces se desarrollaron basados ​​en la convección natural y teorías medios porosos. El estudio pone de relieve dos fenómenos de transporte: el calor y transferencia de masa en el ojo durante la exposición a campos electromagnéticos en diferentes frecuencias. Este estudio indicó que cuando el ojo expuesto a campos EM a las frecuencias de 900 y 1800 MHz, los valores SAR más altos en dos frecuencias elegidas estaba en la córnea, y la temperatura más alta a la frecuencia de 900 MHz se encontraba en la cámara anterior, mientras que el más alta de la frecuencia de 1800 MHz fue en el vítreo. La distribución de la temperatura en el ojo inducida por campos EM no estaba directamente relacionada con la distribución de la SAR debido al efecto de la interacción entre las propiedades dieléctricas, propiedades térmicas, la perfusión de sangre, y la profundidad de penetración de la energía EM. Por otra parte, este estudio también mostró que el tiempo de exposición tuvo una influencia en el aumento de la temperatura en el ojo.

Abstract

This study presents a numerical analysis of the specific absorption rate (SAR) and the heat transfer in a heterogeneous human eye model exposed to electromagnetic (EM) fields of 900 and 1800 MHz. In this study, the effect of operating frequency on the SAR and temperature distributions in the eye was systematically investigated. The SAR value and the temperature distribution in various tissues in the eye during exposure to EM fields were obtained by numerical simulation of EM wave propagation and a heat transfer model was then developed based on the natural convection and porous media theories. The study highlights two transport phenomena: heat and mass transfer in the eye during exposure to EM fields at different frequencies. This study indicated that when the eye exposed to EM fields at the frequencies of 900 and 1800 MHz, the highest SAR values at two chosen frequencies was in the cornea, and the highest temperature at the frequency of 900 MHz was in the anterior chamber while the highest for the frequency of 1800 MHz was in the vitreous. The temperature distribution in the eye induced by EM fields was not directly related to the SAR distribution due to the effect of the interaction among the dielectric properties, thermal properties, blood perfusion, and penetration depth of the EM power. Moreover, this study also showed that the exposure time had an influence on the temperature increase in the eye.

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