Infrasonidos y sus efectos en el cuerpo humano

El sonido es una perturbación mecánica que se propaga a través de un medio, como el aire, mediante variaciones de presión. Aunque normalmente se relaciona el riesgo por ruido con aquello que puede escucharse, no todas las ondas acústicas presentes en el ambiente son percibidas claramente por el oído humano. Entre ellas se encuentran las ondas infrasónicas, definidas convencionalmente como aquellas con frecuencias inferiores a 20 Hz, y el ruido de baja frecuencia, que abarca una zona más amplia del espectro acústico.

Estas ondas pueden originarse en procesos naturales, maquinaria industrial, sistemas de ventilación, compresores, turbinas, motores de gran tamaño, aeronaves, explosiones, equipos de generación energética y otras fuentes capaces de producir fluctuaciones lentas de presión. Dependiendo de su intensidad, frecuencia, duración y características temporales, pueden ser percibidas como sonido grave, vibración, pulsación, presión corporal o movimiento de estructuras.

La dificultad para estudiar sus efectos radica en que el organismo humano no es una estructura rígida ni homogénea. Los órganos, vasos sanguíneos, membranas, fascias, músculos y células poseen propiedades mecánicas diferentes. Por ello, una misma onda de presión puede transmitirse, absorberse o reflejarse de manera distinta en cada tejido. La respuesta biológica tampoco depende únicamente de que la onda sea audible, sino de la energía presente, del patrón de exposición y de la interacción mecánica con el cuerpo [4].

¿Qué son el infrasonido y el ruido de baja frecuencia?

El rango audible humano suele situarse aproximadamente entre 20 Hz y 20 000 Hz, aunque la capacidad de percepción varía entre personas y disminuye en los extremos del espectro. Por debajo de 20 Hz se encuentra el infrasonido. Sin embargo, esta separación no significa que las frecuencias inferiores sean completamente imperceptibles o incapaces de interactuar con el organismo.

Cuando el nivel de presión acústica es suficientemente elevado, algunas ondas infrasónicas pueden percibirse como pulsaciones, vibraciones o sensaciones de presión. Asimismo, ciertas exposiciones incluyen simultáneamente componentes infrasónicos, frecuencias bajas audibles, vibración estructural y ruido de frecuencias más altas. Esta combinación dificulta atribuir un efecto biológico a una sola parte del espectro.

También es importante diferenciar entre frecuencia e intensidad. La frecuencia, expresada en hertz, indica el número de oscilaciones por segundo. El nivel de presión sonora, expresado en decibeles, representa de forma logarítmica la magnitud de las variaciones de presión. Dos exposiciones con la misma frecuencia pueden producir respuestas diferentes si sus niveles, duración o formas de onda no son iguales.

Los tejidos biológicos como materiales viscoelásticos

Los tejidos del organismo presentan propiedades viscoelásticas. Esto significa que combinan características elásticas, porque pueden deformarse y recuperar parcialmente su forma, y viscosas, porque parte de esa deformación depende del tiempo y disipa energía.

Esta condición explica por qué la respuesta de un tejido ante una onda de presión no siempre es lineal. Si aumenta la intensidad acústica, el efecto mecánico no necesariamente aumenta en la misma proporción. También pueden presentarse diferencias según la frecuencia, el tiempo de exposición, la orientación corporal, el tamaño del órgano, su contenido de aire o líquido y la presencia de estructuras que actúen como superficies de transmisión o resonancia.

Los pulmones, por ejemplo, contienen aire y tejido elástico; los vasos sanguíneos poseen paredes flexibles; el aparato digestivo incluye órganos huecos; el ojo contiene estructuras delicadas y medios líquidos; mientras que el tejido conectivo forma redes que rodean y sostienen órganos, nervios, músculos y vasos. Estas diferencias pueden modificar la forma en que la energía acústica se distribuye dentro del cuerpo [4].

Frecuencia, nivel y tiempo: componentes fundamentales de la exposición

El posible daño asociado con una onda de presión no puede determinarse únicamente conociendo su frecuencia. Una evaluación adecuada debe considerar, como mínimo:

• La frecuencia o el conjunto de frecuencias presentes.

• El nivel de presión acústica.

• La duración total de la exposición.

• La continuidad, intermitencia o carácter impulsivo de la señal.

• La distancia y posición respecto de la fuente.

• La existencia de vibraciones transmitidas por estructuras.

• La susceptibilidad individual.

• La presencia simultánea de otros agentes físicos o químicos.

La dosis acústica resulta de la interacción entre estos elementos. Una exposición breve y de alta intensidad no es equivalente a una exposición prolongada de menor nivel. Del mismo modo, una señal continua puede producir una respuesta distinta de una señal pulsante, aunque ambas presenten un valor promedio semejante.

Limitaciones de las mediciones tradicionales

En seguridad y salud ocupacional se utiliza con frecuencia la ponderación A, expresada como dB(A), para aproximar la respuesta del oído humano y evaluar principalmente el riesgo auditivo asociado con las frecuencias audibles. Sin embargo, esta ponderación reduce de manera considerable la contribución de las frecuencias bajas.

Por esa razón, una medición exclusivamente en dB(A) puede no representar adecuadamente la energía acústica existente en un ambiente con componentes importantes de baja frecuencia o infrasonido. Para caracterizar este tipo de exposición pueden ser necesarias mediciones complementarias, como niveles sin ponderación, ponderación C o Z, análisis por bandas de octava o tercio de octava y registro temporal de la señal.

No obstante, medir con mayor detalle el ambiente no significa que cualquier presencia de infrasonido implique automáticamente daño. La información acústica debe relacionarse con la intensidad, la duración, las características de la fuente, los síntomas, los hallazgos médicos y la evidencia científica disponible.

Mecanotransducción: del estímulo mecánico a la respuesta celular

La mecanotransducción es el proceso mediante el cual una célula convierte un estímulo mecánico en señales bioquímicas. Las células no responden solamente a sustancias químicas; también detectan tensión, compresión, estiramiento, flujo y deformación.

Estas fuerzas pueden modificar el citoesqueleto, la membrana celular, los canales iónicos, las proteínas de adhesión y la matriz extracelular. Como resultado, pueden activarse rutas relacionadas con inflamación, reparación tisular, comunicación intercelular, producción de proteínas, proliferación o muerte celular.

Alves-Pereira y Castelo Branco propusieron que la exposición prolongada a infrasonido y ruido de baja frecuencia podría entenderse mediante alteraciones de la señalización por mecanotransducción. Desde esta perspectiva, las ondas de presión funcionarían como estímulos mecánicos capaces de interactuar con estructuras celulares y tejidos, especialmente cuando la exposición es intensa, repetitiva o prolongada [5].

Este mecanismo ofrece una explicación biológica posible, pero no demuestra por sí solo que cualquier exposición cotidiana produzca enfermedad. Es necesario considerar la dosis real y confirmar los efectos mediante estudios controlados y reproducibles.

Afectación vascular generalizada

Una de las observaciones descritas en la literatura revisada es la participación de estructuras vasculares en diferentes órganos. Se han comunicado alteraciones en vasos de la conjuntiva palpebral y bulbar, la retina, la mucosa gástrica, el hígado, los pulmones, la pleura, la tráquea, los alvéolos, el pericardio y las arterias coronarias [4].

Los vasos sanguíneos se encuentran sometidos continuamente a fuerzas mecánicas producidas por el flujo, la presión arterial y el movimiento de los tejidos. Las células endoteliales que recubren su interior son sensibles a estas fuerzas y participan en la regulación del tono vascular, la coagulación, la inflamación y el intercambio de sustancias.

Una perturbación mecánica externa podría, bajo determinadas condiciones experimentales, modificar esta regulación. Sin embargo, debe evitarse interpretar estos hallazgos como prueba de que toda fuente de baja frecuencia causa lesiones vasculares en seres humanos. Muchos de los resultados proceden de modelos animales, estudios morfológicos o poblaciones con exposiciones ocupacionales particulares.

Ojos, conjuntiva y retina

El ojo contiene tejidos altamente especializados, vasos de pequeño calibre y medios con diferentes propiedades mecánicas. En investigaciones citadas por Alves-Pereira y colaboradores se describieron alteraciones vasculares en la conjuntiva palpebral, la conjuntiva bulbar y la retina [4].

La conjuntiva es una membrana que recubre la superficie interna de los párpados y parte del globo ocular. La retina, por su parte, es un tejido neurosensorial con una vascularización compleja. Las modificaciones observadas podrían estar relacionadas con cambios vasculares o con la respuesta mecánica de tejidos delicados.

A pesar de ello, no debe asumirse que el enrojecimiento ocular, la fatiga visual o cualquier alteración retiniana se deban necesariamente al infrasonido. Estos signos pueden tener múltiples causas y requieren valoración clínica especializada.

Sistema respiratorio

El aparato respiratorio puede ser particularmente sensible a estímulos mecánicos debido a la presencia de aire, membranas, tejido elástico y una gran superficie de intercambio. Se han descrito cambios experimentales en pulmones, pleura, tráquea, epitelio respiratorio y alvéolos [4].

Los alvéolos son estructuras microscópicas donde ocurre el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. Sus paredes son delgadas y están asociadas con una extensa red capilar. La tráquea y los bronquios están recubiertos por epitelio ciliado, responsable de movilizar secreciones y partículas hacia el exterior.

En modelos experimentales de exposición intensa o prolongada se han informado modificaciones morfológicas del epitelio respiratorio, del parénquima pulmonar y de otras estructuras. Sin embargo, la extrapolación directa al ser humano debe realizarse con precaución, porque las condiciones experimentales pueden diferir considerablemente de las exposiciones ambientales ordinarias.

Pericardio, corazón y arterias coronarias

El pericardio es la membrana que rodea el corazón y permite su movimiento dentro del tórax. Diversos trabajos relacionados con la denominada enfermedad vibroacústica han descrito alteraciones del pericardio y cambios en estructuras cardiovasculares de personas o animales expuestos a determinados ambientes de ruido de baja frecuencia.

También se han comunicado hallazgos experimentales como fibrosis alrededor de vasos coronarios, cambios en el miocardio y modificaciones en proteínas relacionadas con la comunicación entre células cardiacas. Estos resultados han llevado a plantear que la exposición mecánica prolongada podría intervenir en procesos de remodelación tisular.

No obstante, la enfermedad cardiovascular es multifactorial. La hipertensión, diabetes, tabaquismo, obesidad, edad, antecedentes familiares, estrés y exposición general al ruido pueden contribuir al riesgo. Por ello, no es apropiado atribuir una alteración cardiaca exclusivamente al infrasonido sin una evaluación clínica y ocupacional completa.

Mucosa gástrica y aparato digestivo

El estómago es un órgano hueco con paredes musculares, mucosa vascularizada y contenido variable. Las variaciones mecánicas, el estrés fisiológico y la activación del sistema nervioso autónomo pueden influir en su función.

La literatura revisada menciona alteraciones vasculares en la mucosa gástrica y posibles cambios en la función digestiva asociados con exposiciones acústicas intensas. Estos efectos podrían relacionarse tanto con mecanismos mecánicos directos como con respuestas sistémicas de estrés.

Sin embargo, síntomas como dolor abdominal, gastritis, náusea o alteraciones digestivas también pueden deberse a infecciones, medicamentos, dieta, consumo de alcohol, ansiedad y numerosas enfermedades gastrointestinales. La presencia de ruido de baja frecuencia en el ambiente no establece por sí misma una relación causal.

Estructuras hepáticas

El hígado es un órgano altamente vascularizado y participa en el metabolismo, la eliminación de sustancias, el almacenamiento energético y la regulación inmunitaria. En estudios experimentales citados en la bibliografía se han descrito modificaciones morfológicas en estructuras hepáticas después de determinadas exposiciones a infrasonido o ruido intenso [4].

Estas alteraciones pueden incluir cambios en vasos, tejido conectivo o células hepáticas, dependiendo del modelo y de la dosis empleada. El posible mecanismo incluiría la transmisión de fuerzas mecánicas, las respuestas vasculares y la activación de procesos inflamatorios.

Aun así, la relevancia clínica de estos hallazgos para exposiciones humanas habituales no está completamente establecida. La interpretación debe considerar el tipo de estudio, la intensidad aplicada y la presencia de otros factores capaces de afectar el hígado.

Activación inmunitaria e inflamación

Los tejidos conectivos y la matriz extracelular no cumplen únicamente una función de soporte. También participan en la comunicación celular, la reparación de lesiones y la regulación de la respuesta inmunitaria.

Cuando una célula o tejido es sometido a estrés mecánico, pueden liberarse mediadores inflamatorios y activarse células inmunitarias. Esta respuesta puede ser protectora y facilitar la adaptación; pero si el estímulo es excesivo o persistente, podría favorecer inflamación crónica y remodelación tisular.

En investigaciones experimentales sobre infrasonido se han descrito cambios en microglía, astrocitos y vías inflamatorias del sistema nervioso. Esto respalda la posibilidad de que ciertos estímulos acústicos intensos activen mecanismos de estrés celular. Sin embargo, falta establecer con precisión cuáles niveles ambientales u ocupacionales son suficientes para provocar efectos clínicamente relevantes.

Oído interno, cóclea y sistema vestibular

El oído interno contiene la cóclea, relacionada con la audición, y el aparato vestibular, encargado del equilibrio y la orientación espacial. Ambos sistemas poseen células receptoras especializadas que convierten movimientos mecánicos en señales nerviosas.

Las frecuencias muy bajas pueden no percibirse como un tono definido, pero bajo determinadas condiciones podrían generar sensaciones de presión, vibración, movimiento o desequilibrio. Algunos estudios experimentales han señalado modificaciones en células receptoras de la cóclea y los canales semicirculares.

Entre los síntomas descritos por personas expuestas a ambientes de baja frecuencia se encuentran presión en los oídos, zumbidos, cefalea, mareo, inestabilidad, dificultad para concentrarse y alteraciones del sueño. No obstante, estos síntomas son inespecíficos y pueden aparecer por múltiples causas. Para relacionarlos con una fuente acústica se requiere una evaluación que combine mediciones ambientales, historia clínica y evolución temporal.

Sistema nervioso y funciones cognitivas

El sistema nervioso responde a estímulos mecánicos, sensoriales y ambientales. En modelos animales se han investigado posibles efectos del infrasonido sobre el hipocampo, la memoria, la respuesta al estrés, la actividad de células gliales y diferentes vías moleculares.

Estas investigaciones sugieren que exposiciones suficientemente intensas podrían modificar procesos neuroinflamatorios o de señalización celular. Sin embargo, los hallazgos obtenidos en animales no pueden trasladarse automáticamente a personas expuestas a niveles distintos.

En seres humanos, una parte importante de los efectos asociados con el ruido puede estar mediada por molestia, interrupción del sueño, estrés y activación autonómica. Por ello, es necesario distinguir entre un posible efecto mecánico directo de las ondas de baja frecuencia y los efectos indirectos derivados de la percepción, la preocupación o la alteración del descanso.

Sistema reproductivo y desarrollo embrionario

Algunas investigaciones experimentales han descrito alteraciones en órganos reproductivos, células germinales o desarrollo embrionario después de exposiciones específicas a infrasonido o ruido de baja frecuencia. También se han planteado posibles efectos genotóxicos y teratogénicos bajo determinadas condiciones de laboratorio [4].

La genotoxicidad se refiere a la capacidad de un agente para dañar el material genético. La teratogénesis corresponde a alteraciones del desarrollo prenatal producidas durante etapas sensibles del embarazo. Estas son afirmaciones de gran relevancia sanitaria, por lo que deben interpretarse de acuerdo con la especie estudiada, la dosis, la duración y la calidad del diseño experimental.

La evidencia disponible no permite concluir que toda exposición ambiental a infrasonido cause daño genético, infertilidad o malformaciones. Los resultados experimentales deben considerarse señales para continuar investigando y aplicar medidas preventivas razonables cuando existan exposiciones ocupacionales intensas.

Efectos genotóxicos y cambios celulares

Los posibles efectos celulares incluyen alteraciones en membranas, canales iónicos, citoesqueleto, expresión genética, comunicación entre células y producción de mediadores inflamatorios. En algunos estudios también se han evaluado daño al ADN, apoptosis y cambios en la proliferación celular.

Estos resultados son compatibles con el concepto de mecanotransducción: una fuerza física puede modificar el comportamiento celular sin necesidad de producir una lesión traumática visible. Sin embargo, la capacidad de una célula para adaptarse, reparar daños o recuperar su equilibrio también forma parte de la respuesta.

Por esa razón, detectar un cambio molecular no equivale necesariamente a demostrar una enfermedad. Para establecer relevancia clínica se requiere conocer si la alteración persiste, si produce pérdida funcional y si ocurre a niveles comparables con los encontrados en ambientes reales.

La enfermedad vibroacústica

El término enfermedad vibroacústica ha sido utilizado por Alves-Pereira, Castelo Branco y otros investigadores para describir un conjunto de alteraciones presuntamente asociadas con exposiciones prolongadas a infrasonido y ruido de baja frecuencia, principalmente en determinados grupos ocupacionales [5].

El modelo propone que la exposición crónica desencadena cambios progresivos en tejidos, especialmente mediante mecanismos de mecanotransducción y proliferación de componentes de la matriz extracelular. Entre los sistemas estudiados se encuentran el cardiovascular, respiratorio, neurológico y auditivo.

Sin embargo, la enfermedad vibroacústica no cuenta con una aceptación uniforme como entidad diagnóstica independiente en la medicina general. Persisten discusiones sobre sus criterios diagnósticos, la especificidad de sus hallazgos, la relación dosis-respuesta y la posibilidad de distinguirla de otras enfermedades comunes.

Por ello, el término debe utilizarse con prudencia. Su importancia radica en haber impulsado investigaciones sobre los efectos extraauditivos de las bajas frecuencias, pero no debe emplearse para diagnosticar a una persona únicamente por presentar síntomas inespecíficos y vivir o trabajar cerca de una fuente sonora.

Principales limitaciones de la evidencia

El estudio de los efectos biológicos del infrasonido enfrenta varias dificultades:

Diferencias entre estudios

Las investigaciones utilizan frecuencias, intensidades, duraciones y formas de onda distintas. Algunos estudios analizan tonos puros, mientras otros evalúan ruido de banda ancha o señales impulsivas.

Uso de modelos animales

Los animales poseen tamaños corporales, anatomía, metabolismo y sensibilidad diferentes. Una frecuencia que interactúa con un órgano pequeño puede no producir el mismo efecto en un ser humano.

Medición incompleta de la exposición

En ocasiones solo se reportan valores en dB(A), sin análisis detallado de las frecuencias bajas. Esto dificulta reconstruir la dosis real recibida.

Síntomas inespecíficos

Cefalea, fatiga, irritabilidad, mareo, trastornos del sueño y dificultad para concentrarse pueden tener muchas causas. La coincidencia temporal con una fuente acústica no demuestra causalidad.

Exposiciones combinadas

Los trabajadores pueden estar expuestos simultáneamente a ruido audible, vibración, turnos prolongados, calor, sustancias químicas, estrés y demandas físicas. Separar el efecto de cada agente es complejo.

Escasez de estudios epidemiológicos robustos

Se necesitan investigaciones con grupos amplios, mediciones objetivas, seguimiento prolongado, controles adecuados y evaluación de factores de confusión.

Prevención y evaluación en los centros de trabajo

Cuando exista sospecha de exposición relevante a infrasonido o ruido de baja frecuencia, la evaluación debe ser interdisciplinaria. Deben participar especialistas en acústica, higiene industrial, medicina del trabajo, ingeniería y seguridad ocupacional.

El proceso puede incluir:

1. Identificación de las fuentes y tareas relacionadas.

2. Medición del espectro acústico completo.

3. Análisis por bandas de frecuencia.

4. Evaluación de vibraciones estructurales.

5. Registro de tiempos y patrones de exposición.

6. Revisión de síntomas y antecedentes médicos.

7. Comparación entre periodos de trabajo y descanso.

8. Implementación de controles técnicos y administrativos.

9. Verificación de la eficacia de las medidas adoptadas.

La prioridad debe ser el control en la fuente. Esto puede lograrse mediante mantenimiento, balanceo de equipos rotativos, aislamiento, amortiguamiento estructural, encapsulamiento, modificación de velocidades, sustitución de maquinaria o rediseño de sistemas de ventilación.

Cuando el control técnico no sea suficiente, pueden aplicarse medidas administrativas como reducción del tiempo de exposición, rotación de personal, aumento de la distancia y delimitación de áreas. Los protectores auditivos convencionales pueden ayudar frente al ruido audible, pero no siempre controlan adecuadamente la exposición corporal a frecuencias extremadamente bajas o la vibración transmitida por estructuras.

Vigilancia de la salud

La vigilancia médica no debe basarse únicamente en una lista de síntomas. Es necesario contar con historia clínica y ocupacional, exploración física y estudios dirigidos según los riesgos y manifestaciones presentes.

Dependiendo del caso, pueden considerarse evaluaciones auditivas, vestibulares, respiratorias, cardiovasculares, oftalmológicas o psicológicas. No existe una prueba única capaz de confirmar por sí sola que una alteración fue causada por infrasonido.

La comparación entre grupos expuestos y no expuestos, la evolución de los síntomas al alejarse de la fuente y la correlación con mediciones acústicas pueden aportar información. Sin embargo, las decisiones clínicas deben permanecer individualizadas y evitar diagnósticos basados exclusivamente en la percepción del ruido.

es completas, identificación de fuentes, evaluación de la dosis y aplicación de controles de ingeniería. Al mismo tiempo, es necesario continuar desarrollando estudios epidemiológicos y experimentales que permitan definir con mayor precisión los niveles de riesgo, los mecanismos biológicos y la relevancia clínica de las exposiciones de baja frecuencia.

Bibliografía

• Alves-Pereira M, Rapley B, Bakker HHC, Summers R. Acoustics and biological structures. En: Fellah ZEA, Ogam E, editores. Acoustics of Materials. Londres: IntechOpen; 2019. doi:10.5772/intechopen.82761.

• Alves-Pereira M, Castelo Branco NAA. Vibroacoustic disease: biological effects of infrasound and low-frequency noise explained by mechanotransduction cellular signalling. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2007;93(1-3):256-279. doi:10.1016/j.pbiomolbio.2006.07.011.