ESTUDIO Y ELABORACIÓN DE UNA METODOLOGÍA PARA LA ME DICIÓN DE

LAS INTENSIDADES DE LAS SEÑALES ELECTROMAGNÉTICAS P ARA

DETERMINAR EL CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS SOBRE SALU D

HUMANA

CARLOS PRIETO BRAND.

JORGE PÉREZ LUGO.

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ELECTRÓNICA

BOGOTÁ, D. C.

2005

ESTUDIO Y ELABORACIÓN DE UNA METODOLOGÍA PARA LA ME DICIÓN DE

LAS INTENSIDADES DE LAS SEÑALES ELECTROMAGNÉTICAS P ARA

DETERMINAR EL CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS SOBRE SALU D

HUMANA

CARLOS PRIETO BRAND.

JORGE PÉREZ LUGO.

Trabajo de Grado para optar al título

de Ingeniero Electrónico

Director

JAIME RAMÍREZ ARTUNDUAGA

Ingeniero

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ELECTRÓNICA

BOGOTÁ, D. C.

2005

Nota de aceptación:

__________________________________

__________________________________

__________________________________

__________________________________

__________________________________ Firma del presidente del jurado

__________________________________ Firma del jurado

__________________________________ Firma del jurado

Bogotá, D. C. 20/11/2005

DEDICATORIA

Este proyecto está dedicado a mis padres, hermana y a mi novia quienes siempre me

mostraron su apoyo incondicional en los momentos difíciles de esta etapa de mi vida y

quienes nunca dudaron de mi capacidad y se mantuvieron siempre a mi lado.

JORGE PÉREZ LUGO

Este proyecto esta dedicado a mi familia por el apoyo incondicional y a Juan

Galindo el gran amigo de la USB.

CARLOS WILLIAM PRIETO BRAND

AGRADECIMIENTOS

A nuestro asesor el Ingeniero Electrónico Jaime Ramírez Artunduaga. Sin su

experiencia, guía, y consejo, las metas de este trabajo de grado habrían sido

mucho más difíciles de alcanzar.

También debemos expresar agradecimientos a los ingenieros Andrés Calvache

García y Gabriel Reina Moreno por su colaboración y aporte en el desarrollo de la

temática y el proyecto, por último a la Universidad de San Buenaventura sin

olvidar a su inmejorable personal docente.

TABL A DE CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN

1. PROBLEMA 1

1.1 TÍTULO 1

1.2 TEMA 1

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1

1.4 ANTECEDENTES 2

1.5 DESCRIPCION Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 3

2. JUSTIFICACIÓN 4

3. OBJETIVOS 5

3.1 GENERAL 5

3.2 ESPECÍFICOS 5

4. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 6

4.1 ALCANCES 6

4.2 LIMITACIONES 6

5.1 MARCO LEGAL Y NORMATIVO 7

5.1.1. Estándar IEEE para los niveles seguros con respecto a la exposición

humana a campos electromagnéticos de radio frecuencia, 3 Khz a 300 Ghz. 8

5.1.2. Pautas para limitar la exposición a campos eléctricos, magnéticos y

electromagnéticos variables en el tiempo (hasta 300 Ghz) ICNIRP. 18

5.1.3. Pautas de la FCC para la exposición humana a campos electromagnéticos

de radio frecuencia 30

5.1.4. Límites de la exposición humana a campos electromagnéticos de radio

frecuencia en el rango entre 3 KHz y 300 GHz (Health Canada) 35

5.2 MARCO TEÓRICO 38

5.2.1. Campos electromagnéticos 38

5.2.2. Campo eléctrico 39

5.2.3 Campo magnético 39

5.2.4. Espectro electromagnético 40

5.2.5. Microondas 42

5.2.6. Ventajas de los radioenlaces de microondas comparados con los sistemas

de línea metálica 44

5.2.7. Desventajas de los radioenlaces de microondas comparados con los

sistemas de línea metálica 44

5.2.8 Propagación de microondas 45

5.2.9. Antena. 46

5.2.10. Tipos de antenas 46

5.2.11. Radiación ionizante 47

5.2.12. Radiación no ionizante 47

5.2.13. Reflexión, absorción, transmisión 47

6. METODOLOGÍA 49

6.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO

TEMÁTICO DEL PROGRAMA 50

6.2 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 50

6.2.1 Medición con instrumentos 500

6.2.2 Encuesta 51

6.3 POBLACIÓN Y MUESTRA 51

6.3.1 HIPOTESIS 52

6.4 VARIABLES 52

6.4.1. Independiente 52

6.4.2. Dependientes 52

7. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 53

7.1 COMPORTAMIENTO DE LAS VARIABLES PROPIAS DE LAS SEÑALES

ELECTROMAGNÉTICAS 53

7.1.1 Cálculos reales de la estación de comunicaciones modelia segunda etapa 53

7.1.2. Tabla de resultados 55

7.1.3. Torre de comunicación 56

7.1.4. Características técnicas de las antenas instaladas en la torre de

comunicación 57

7.2 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ENCUESTA 59

7.3 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE LA ESTACIÓN DE

COMUNICACIONES DEL BARRIO MODELIA SEGUNDA ETAPA. 60

8. DESARROLLO INGENIERIL 61

8.1 PASO PREVIO A LAS MEDICIONES 61

8.1.1. Factores de entorno de las estaciones 61

8.1.2. Factores radioeléctricos 62

8.2 TOMA DE MEDICIONES 62

8.2.1. Primer paso de medición: vista rápida del entorno radioeléctrico 62

8.2.2. Segundo paso de medición: Medida selectiva en frecuencia 63

8.2.3. Tercer paso de medición: Investigación detallada 63

8.3 PASO UNO: VISTA RÁPIDA DEL ENTORNO ELECTROMAGNÉTICO 63

8.3.1. Equipos a utilizar en la medición 64

8.3.2. Calibración del equipo 65

8.3.3. Procedimiento de medida 65

8.4. SEGUNDA PASO: MEDIDA SELECTIVA EN FRECUENCIA 67

8.4.1. Equipos de medida 67

8.4.2. Procedimiento de medida 68

8.5. TERCER PASO: INVESTIGACIÓN DETALLADA 70

8.5.1. Equipos de medida y procedimiento de medida 70

8.6 PLANOS 71

8.6.1. Plano barrió modelia Segunda etapa 71

8.6.2. Vista lateral torre estacion barrio modelia segunda etapa 72

9. CONCLUSIONES 73

10. RECOMENDACIONES 75

BIBLIOGRAFÍA 76

ANEXOS 77

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1: Campos electromagnéticos para ambientes controlados. 9

Tabla 2: Corrientes de Rf inducidas y de contacto para ambientes controlados. 9

Tabla 3: Campos electromagnéticos para ambientes no controlados. 13

Tabla 4: Corrientes de inducidas y de contacto para ambientes no controlados 13

Tabla 5: Restricciones básicas para campos eléctricos y magnéticos dependientes

del tiempo para frecuencias hasta 10 GHz 22

Tabla 6: Niveles de referencia para exposición ocupacional a campos EM

dependientes del tiempo (Valores rms sin perturbación) 25

Tabla 7: Niveles de referencia para exposición del público general a campos EM

dependientes del tiempo (valores rms sin perturbación) 26

Tabla 8: Niveles de referencia para corrientes de contacto variables producidas

por objetos conductores 27

Tabla 9. Niveles de referencia para la corriente inducida en cualquier extremidad a

frecuencia entre 10 MHz y 10 GHz 27

Tabla 10: Límites para exposición ocupacional / exposición controladas 33

Tabla 11: Límites para exposiciones a la población general / exposición no

controlada 33

Tabla 12: Clasificación de frecuencias, usos de las bandas de radio. 41

Tabla 13: Banda espectral de las microondas 45

Tabla 14: Límites operativos de exposición laboral a RF-MO 55

Tabla 15: Resultados de las mediciones 55

Tabla 16: Especificaciones electrónicas de la antena SPD2-5.2 57

Tabla 17: Equipo medidor portátil de RF-MO con sondas isotrópicas sensibles a

campos Magnéticos o eléctricos 65

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1: Onda electromagnética. 38

Figura 2: Líneas de campo magnético de un imán en forma de barra 40

Figura 3: El espectro electromagnético 42

Figura 4: Reflexión, absorción y transmisión de una onda al pasar, de un medio,

a otro electromagnéticamente distinto 48

Figura 5: Torre de comunicación ubicada en el barrio Modelia. 56

Figura 6: Parámetros de radiación de una antena a una frecuencia de 5.75 GHz 58

Figura 7: Sondas de campos electromagnéticos. 64

Figura 8: Niveles de referencia paso 1 67

Figura 9: Nivel de referencia paso 2 69

Figura10: Niveles de referencia múltiples frecuencias paso 2 69

Figura 12: Niveles de referencia componentes espectrales 70

Figura 13: Plano modelia segunda etapa. 71

Figura 14: Vista lateral estación de comunicaciones barrio modelia segunda

etapa 72

LISTA DE ANEXOS

A. Encuesta 77

B. Fotografías torre estación de comunicaciones EA AB barrio Modelia 78

C. Criterios de ICNIRP para el establecimiento de fac tores de Seguridad en

sus restricciones básicas 81

GLOSARIO

ANCHO DE BANDA : Es el rango de frecuencia que se pueden transmitir con

razonable fidelidad.

ANTENA : Es un circuito eléctrico formado por autoinducción, capacidad y

resistencia, cuyas dimensiones son de orden comparable a la longitud de onda

correspondiente a la frecuencia de la corriente alterna de alta frecuencia que lo

atraviesa.

ANTENA DIRECCIONAL: Una antena que radia energía de forma eficiente en

una dirección determinada.

ANTENA OMNIDIRECCIONAL: una antena que radia más o menos

uniformemente en un ángulo de 360º en el plano horizontal. Antena de baja

ganancia. Las antenas de varilla o de látigo son omnidireccionales.

BANDAS DE FRECUENCIA: Son las frecuencias de trabajo de los terminales de

radio, aprobada por el Ministerio de Comunicaciones.

DAS: Débit d'Absortion Spécifique.

DENSIDAD DE POTENCIA: Es la medida de la potencia radiada que llega a una

superfície unitaria. La unidad de medida es el watt por metro cuadrado (W/m2). No

obstante a veces se usa el miliwatt por centímetro cuadrado (mW/cm2). 1 mW/cm2

es equivalente a 10 W/m2.

∈∈∈∈o: Permitividad absoluta del aire = 10-9 / 36 π farad/m

ICNIRP: International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection.

IEEE: Institute of Electrical electronic Engineers.

Kb/s : Kilo-bits per second.

KHz: Kilo-hertz (kilo = 10^3).

MICROONDAS : Son ondas de radio de alta frecuencia y longitud de onda muy

corta, se denomina así la porción del espectro electromagnético que cubre las

frecuencias entre aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que

corresponde a la longitud de onda en vacío entre 10 cm. y 1mm.

MODULACIÓN : Proceso mediante el cual una señal que contiene información se

inserta en una segunda señal.

NRBP : National Radiation Protection Board.

PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente): Una medida que indica la

efectividad de un radiador para concentrar la energía emitida en una dirección.

RADIOFRECUENCIA (RF): ondas electromagnéticas con frecuencias

comprendidas entre los 3 kHz (3000 Hz) y los 300 GHz (3 x 1011 Hz). A veces se

distingue entre radiofrecuencias, entre 3 kHz y 1 GHz, y microondas, entre 1 GHz

y 300 GHz.

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA : es una combinación de campos eléctricos

y magnéticos oscilantes y perpendiculares entre sí que se propagan a través del

espacio transportando energía de un lugar a otro.

SAR (Specific Absorption Ratio): Una medida de la velocidad a la que se

absorbe la energía electromagnética por un objeto expuesto. SAR, medido en

W/kg es la cantidad básica a partir de la cual se derivan la mayoría de guías de

exposición modernas.

TAE: Tasa de Absorción Específica.

µo : permeabilidad absoluta del aire = 4 π · 10-7 henry/m

INTRODUCCIÓN

El aumento de necesidades de comunicación, ha establecido un crecimiento en la

instalación de dispositivos de transmisión y recepción de señales de RF y

microondas provocando una constante preocupación por parte de la población

cercana a los sitios donde estas son instaladas. Diversas organizaciones han

publicado guías que indican la limitación de exposición de la población a este tipo

de señales, entre estas la norma IEEE C95.1 y las recomendaciones del National

Council on Radiation Protection (NCRP) en EEUU, International Commission on

Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), y el National Radiation Protection

Board (NRBP) en Gran Bretaña quienes han marcado los límites sobre los cuales

este tipo de señales son perjudiciales para el ser humano.

Cabe resaltar que la marcada diferencia topográfica entre cada uno de las

ubicaciones de estos dispositivos radiantes implica un estudio que demuestre que

para esa región y características particulares las señales electromagnéticas están

por dentro de los parámetros establecidos.

Como ingenieros electrónicos enfocados en un entorno de las telecomunicaciones,

podemos identificar los fenómenos físicos y eléctricos que dictan las pautas para

realizar un estudio determinado y al realizarlo conocer si éste permite dar un

concepto de aceptabilidad para la población basándonos en los parámetros que

las organizaciones médicas y científicas a nivel mundial han indicado.

Se busca por medio de este estudio, solicitado por la población dejar un

precedente para un futuro, que demuestre a la población de cualquier punto

geográfico, que su exposición a ondas de radiofrecuencia y microondas se

encuentra dentro de los límites no perjudiciales para la salud.

1

1. PROBLEMA

1.1 TÍTULO Estudio y elaboración de una metodología para la medición de las intensidades

de las señales electromagnéticas para determinar el cumplimiento de las

normas sobre salud humana.

1.2 TEMA Intensidad de señales electromagnéticas.

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Al igual que en otros países del continente, en Colombia se ha registrado en los

últimos años un incremento en la preocupación de los ciudadanos hacia temas

relacionados con los efectos nocivos derivados de la exposición involuntaria o

inconsciente a campos electromagnéticos.

Esta sensibilidad, que ha dado lugar a una percepción desmesurada de los

pretendidos riesgos de dichas exposiciones, ha sido alimentada por

informaciones alarmantes procedentes de fuentes no debidamente acreditadas.

Es por esta razón que la comunidad del conjunto Modelia segunda etapa, al

sentirse amenazada, solicita un estudio de la contaminación electromagnética

emitida por las antenas ubicadas en una estación de comunicaciones de la

Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.

Sin embargo algunos estudios realizados, no arrojan los análisis que se

esperan den tranquilidad a la población circundante a estos dispositivos

generadores de campos electromagnéticos.

2

1.4 ANTECEDENTES La Asociación Colombiana de Ingenieros Electricistas, Mecánicos, Electrónicos

y afines, ACIEM publicó un comunicado de prensa titulado “Reglamentar la

exposición de colombianos a campos electromagnéticos, cuestión de salud

pública - Tomar medidas ahora, evitará daños futuros en la salud humana”. En

este comunicado se menciona que dados los posibles efectos nocivos, ACIEM

recomendó al Ministerio de Comunicaciones adoptar la Norma Internacional

UIT K-52, crear las Inspectorías de Telecomunicaciones y una Comisión

Interdisciplinaria (Médicos e Ingenieros) de seguimiento al tema en los

próximos años. ACIEM considera que el tema merece un debate público y

subrayó que la idea no es `parar` la tecnología sino que ésta conviva

razonablemente con los colombianos tal como se ha actuado en otros países.

Por otra parte como referencia se tiene que hace más de un año el Grupo de

Investigación RadioGIS, apoyado por la Escuela de Ingenierías Eléctrica,

Electrónica y Telecomunicaciones de la UIS, vienen realizando junto con otros

grupos de investigación del país estudios sobre las irradiaciones

electromagnéticas en ambientes abiertos a altas frecuencias, y sobre los

niveles aceptables de absorción de estas irradiaciones para los seres

humanos. Estos estudios son motivados no solo por la inquietud académica

sobre el tema, sino también por las dudas generadas en las comunidades de la

ciudad de Bucaramanga y de otras regiones del país ante la instalación de una

gran cantidad de estaciones de radiocomunicación.1

__________________________________

1 www.aciem.org

3

1.5 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Frente a la constante preocupación de la población del conjunto Modelia

segunda etapa con respecto a los riesgos a los que puede estar expuesta su

salud luego de la instalación de un conjunto de antenas de transmisión y

recepción en el espectro de las microondas para la central de comunicaciones

de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, solicitaron que se de

muestre que la radiación emitida por las antenas no estén afuera de los limites

permitidos para la salud humana según las normas a las que este acogida la

Comisión de Regulación de Telecomunicaciones.

Dado el planteamiento anterior se propone la investigación que permite verificar

si: ¿Realmente se cumplen las normas sobre salud pública frente a la

contaminación electromagnética?

Se espera como resultado de este estudio diseñar una metodología de

medición de intensidades electromagnéticas que contribuya a despejar las

incertidumbres sobre los eventuales riesgos para la salud derivados de la

exposición del ciudadano a campos electromagnéticos.

4

2. JUSTIFICACIÓN

Teniendo en cuenta que las comunicaciones en nuestro país comienzan a

consolidarse y a extenderse cada día; convirtiéndose así en aplicativas

herramientas útiles y primordiales para uso de las sociedades; esto debido a

los miles de bienestares que les brinda con la prestación de muchos servicios

de microondas tales como la telefonía móvil celular, usada hoy en día por un

80% de la totalidad de personas en el mundo entero; todo esto por las miles de

características técnicas y de bien común que ofrece las tecnologías a altas

frecuencias.

Detrás de todas estas maravillas ya se empiezan a tejer rumores sobre lo

referente a los daños y perjuicios en la salud de las personas, todo a causadas

de la propagación de las ondas de microondas a altas intensidades, radiadas

por las antenas instaladas en las torres de las estaciones de comunicación

ubicadas en las zonas urbanas de la ciudad.

Por ello dado que el bien común prima sobre el particular, es de vital

importancia realizar las mediciones de intensidad de campo electromagnético

emitido por una estación de comunicaciones en un barrio de la ciudad, de

manera tal que dicha investigación sirva para elaborar una metodología,

propuesta para determinar la toma de medición de intensidades para cualquier

estación y de esta forma dar cumplimento a lo reglamentado por las normas

acogidas en nuestro país, y de esta forma dar respuesta a la constate

preocupación de la población residente en el barrio Modelia segunda etapa

frente a la supuesta contaminación electromagnética producida por una

estación de comunicaciones perteneciente a la Empresa de Acueducto y

Alcantarillado de la ciudad de Bogotá.

5

3. OBJETIVOS

3.1 GENERAL

Elaborar una propuesta de metodología para las mediciones necesarias de las

señales electromagnéticas emitidas por un conjunto de antenas de transmisión

y recepción de microondas, que permita determinar si las radiaciones cumplen

las normas sobre protección de la salud pública.

3.2 ESPECÍFICOS

Conocer los tipos de radiaciones a las que se expone las comunidades

circundantes a las estaciones de comunicaciones y antenas.

Identificar las normas que regulan los límites permitidos para la ubicación

de antenas de altas frecuencias cercanas a la población.

Determinar que los patrones de emisión electromagnéticos estén dentro de

lo establecido en la normatividad impuesta por la Comisión Reguladora de

Telecomunicaciones y el Ministerio de Comunicaciones.

Elaborar una metodología de medición de las intensidades de señales

electromagnéticas.

Diseñar un informe con los resultados obtenidos en el trabajo de campo

tomado de la estación de comunicaciones que existe en el barrio Modelia.

Recomendar procedimientos generales para asegurar que la exposición del

público en general en cercanías a dispositivos de microondas no sea mayor

que los niveles especificados en el código.

6

4. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

4.1 ALCANCES

El proyecto abarca la identificación de los fenómenos y características de las

señales de radio frecuencia y microondas, estableciendo un patrón de medición

que compara los estándares proporcionados por los estudios de investigación

realizados por los entes internacionales; de tal manera que los resultados

obtenidos serán entregados en un informe a la población directamente

interesada al igual que a la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá

propietaria de los equipos de transmisión y recepción instalados en el barrio

Modelia segunda etapa.

Se entregara un trabajo comparativo de los valores de referencia y los

encontrados en la medición, los resultados serán confrontados con los

reglamentados por las normatividades adoptadas para Colombia, determinado

así el cumplimiento o incumplimiento a cada una de las normas; proporcionado

un diagnostico de bienestar o riesgo para las personas que habitan el barrio y

quienes son las directamente expuestas a las radiaciones que emiten los

equipos de comunicaciones allí instalados.

4.2 LIMITACIONES

Desafortunadamente el costo de los diferentes instrumentos para la medición

de la intensidad electromagnética, es relativamente elevado, se realizo la toma

de mediciones con equipos alquilados por una empresa interventora dueña de

las sondas, necesarias para el desarrollo de esta investigación; básicamente

como resultado de estas mediciones se entregará un informe con un porcentaje

de error mínimo y acertado con respecto al cumplimiento de las normas

correspondientes a la temática sobre salud pública que produce preocupación

a los habitantes del barrio Modelia segunda etapa de esta ciudad.

7

5. MARCO DE REFERENCIA

5.1 MARCO LEGAL Y NORMATIVO

Varias organizaciones han definido límites para la exposición humana a los

campos de RF. Entre ellas el IEEE , el NCRP , la ICNIRP y en Gran Bretaña el

NRPB . Además, hay también varias regulaciones gubernamentales que están

generalmente basadas en las guías y normas citadas. Estas guías definen

valores ligeramente distintos entre ellas y tienen otras peculiaridades, pero a

las frecuencias usadas por la mayoría de dispositivos de comunicación de RF

todas son similares.

La mayoría de recomendaciones especifican dos conjuntos de límites, para

exposición ocupacional y del público. En el caso particular de la norma IEEE-

C95.1-1991 se distingue entre entornos "controlados" (cualquier lugar donde

las personas son conscientes que están sometidas a radiaciones de RF) e

"incontrolados". La mayoría de guías definen límites que son cinco veces

menores para entornos "incontrolados" (exposición para el público) que para

entornos "controlados" (exposición ocupacional) en el margen de frecuencias

hasta 3000 MHz.

Todas estas normas contemplan también diferentes situaciones de exposición.

Entre ellas se distingue entre exposición de todo el cuerpo o de una región

(esta es la más relevante para los dispositivos de comunicación de RF).

También se especifican tiempos de promediado que varían de 6 a 30 minutos

(esto significa que exposiciones accidentales de duración menor que el tiempo

de promediado pueden tener un valor mayor que el límite). En el caso de la

IEEE-C95.1 se contempla además una exclusión para dispositivos de baja

potencia, de forma que para estos dispositivos no es necesario hacer medidas

para demostrar el cumplimiento con la norma (muchos dispositivos de

comunicación personal, incluyendo teléfonos móviles, estarían incluidos en

esta categoría).

8

Otras recomendaciones, como la de la ICNIRP o la FCC no contemplan

ninguna exclusión.

Todas estas guías de exposición han sido elaboradas por comisiones formadas

por científicos e ingenieros, que han revisado la literatura científica para

identificar posibles peligros de la exposición a energía de RF. Las guías más

importantes se han basado en la revisión exhaustiva de varios miles de

artículos científicos, que incluían estudios de ingeniería, investigaciones en

animales y cultivos celulares y estudios (epidemiológicos) en humanos. Las

normas fueron aprobadas sólo después de un largo proceso de revisión por

diversas partes interesadas, incluyendo el público en muchos casos.

5.1.1. Estándar IEEE para los niveles seguros con r especto a la exposición humana a campos electromagnéticos de rad io frecuencia, 3 Khz a 300 Ghz.

Máxima exposición permisible en ambientes controlad os (MPE)

Para la exposición humana a energía electromagnética de radio frecuencias

desde 3 kHz hasta 300 GHz en ambientes controlados, la MPE se da en la

Tabla 1 como función de la frecuencia en términos de las intensidades de

campo eléctrico (E) y magnético (H) rms, las densidades de potencia

equivalente en el espacio libre (S) y las corrientes corporales inducidas (I) que

pueden ser asociadas con la exposición a tales campos o con el contacto con

objetos expuestos a tales campos.

La exposición asociada con un ambiente controlado incluye aquella

experimentada por personas conscientes del potencial de exposición como

condición de trabajo, exposición de otros individuos conscientes o exposición a

consecuencia del tránsito incidental por áreas donde el análisis muestra que la

exposición puede estar por encima de los niveles dados en la Tabla 3 pero no

exceden los mostrados en la Tabla 1, y donde las corrientes de contacto

pueden exceder los valores en la Tabla 4, pero no los de la Tabla 2.

9

Tabla 1: Campos electromagnéticos para ambientes controlados.

Rango de frecuencia

(MHz)

Intensidad de campo Eléctrico

(V/m)

Intensidad de campo

magnético (A/m)

Densidad de potencia campo E, campo H (mW/cm²)

Tiempo de premediación [E²], [H²]

o S (min)

0.003−0.1 614 163 100.1000000 6

0.1−1.34 614 16,3/f 100,10000/ f² 6

3−30 1842/f 16,3/f 900/ f².10000/ f² 6

30−100 61,4 16,3/f 1, 10000/ f². 6

100−300 61,4 0.163 1 6

300−3000 − − f/300 6

3000−15000 − − 10 6

15000−300000 − − 10 616000/f1.2

Fuente: http//www.crt.gov.co

Tabla 2: Corrientes de Rf inducidas y de contacto para ambientes controlados.

Corriente máxima (mA) Rango de frecuencias

(MHz) A través de los

dos pies A través de un pie

Contacto

0.003−0.1 2000f 1000f 1000f

0.1−100 200 100 100

Fuente:http//www.crt.gov.co

En ambientes controlados el acceso debe ser restringido para limitar el valor

rms de la corriente de RF corporal (promediada sobre el intervalo

adecuado) como sigue:

1. Para individuos de pie sin contacto con objetos metálicos la corriente RF

inducida en el cuerpo, medida a través de cada pie, no excederá los siguientes

valores:

)1.0003.0(.1000 MhzffmAI ≤<=

I es el promedio sobre cualquier período de 1 segundo.

10

F es la frecuencia en Mhz

)1001.0(.1000 MhzffmAI ≤<= Sujeto a un límite superior de 500mA

I es la corriente RMS durante cualquier periodo de 6 minutos.

2. Para condiciones de posible contacto con objetos metálicos, donde

establecer o terminar el contacto no resulta en una chispa momentánea o en

alta densidad de corriente en la superficie de la piel que cause reacciones de

choque, dolor, quemaduras u otros daños a la piel, las corrientes de RF

máximas a través de una impedancia equivalente a la del cuerpo humano para

condiciones de contacto completo, siendo medidas con un medidor de corriente

de contacto, no excederán los siguientes valores:

)1.0003.0(.1000 MhzffmAI ≤<=

I es el promedio sobre cualquier periodo de 1 segundo.

f es la frecuencia en Mhz

)1001.0(.1000 MhzffmAI ≤<= Sujeto a un límite superior de 500mA

I es la corriente RMS durante cualquier periodo de 6 minutos.

∫ =≤=T

sTKhzfdtIT

I0

)1,100.(1

)360,100.(1

0

2 =>= ∫ TKhzfdtIT

IT

Los medios para satisfacer este límite de corriente pueden ser determinados

por el usuario de la MPE como mejor convenga. El uso de guantes protectores,

la prohibición de objetos metálicos o el entrenamiento del personal puede ser

suficiente para asegurar conformidad con este aspecto de la MPE en

ambientes controlados.

11

3. Las mediciones de corriente inducida no se requieren si la intensidad de

campo eléctrico promediado espacialmente no excede la MPE a frecuencias de

0.45 MHz o menos y no excede ciertos límites para frecuencias mayores que

0.45 MHz.

Las MPEs se refieren a valores de exposición obtenidos, mediante la

promediación espacial del cuadrado de los campos sobre un área

equivalente a la sección transversal vertical del cuerpo humano. En caso de

exposición parcial, los MPEs pueden relajarse como se indica más

adelante. En campos no uniformes, el valor pico espacial de intensidades

de campo pueden exceder los MPEs, si el valor promedio espacial se

mantiene dentro del límite especificado. Los MPEs pueden relajarse

también por referencia a los límites de SAR mediante cálculos o

mediciones apropiadas.

El MPE se refiere a valores promediados sobre cualquier período de 6

minutos, para frecuencias menores que 15 GHz y sobre períodos más

cortos para frecuencias mayores con un mínimo de 10 s para 300 GHz,

como se indica en la Tabla 1.

Para exposiciones de campo cercano a frecuencias menores que 300 MHz,

el MPE aplicable es dado en término de intensidad rms de campo eléctrico y

magnético, Por conveniencia, el MPE puede expresarse como la densidad

de potencia equivalente de onda plana, tal como se muestra en la Tabla 1.

Para campos mixtos o de banda ancha con un número de frecuencias para

las cuales hay valores diferentes de MPE, la fracción de MPE (en términos

de E y H o densidad de potencia S) ocasionada dentro de cada intervalo de

frecuencia debe determinarse y la suma de todas esas fracciones no

excederá la unidad. De manera similar, para corrientes inducidas mixtas o

de banda ancha en un número de frecuencias para las cuales hay valores

diferentes de MPE, la fracción de los límites de corriente inducida (en

12

términos de I) experimentadas dentro de cada intervalo de frecuencia debe

determinarse, y la suma de todas esas fracciones no excederá la unidad.

Para exposición a campos de radio frecuencia pulsados en el rango de 0.1

a 300 GHz, el valor pico temporal de el MPE en términos del campo E es

100kV/m.

Para exposiciones a campos de RF pulsados con duraciones de pulso

menores que 100 ms y frecuencias en el rango de 0.1 MHz a 300 GHz, el

MPE, en términos de la densidad de potencia pico para un pulso es el dado

por la Tabla 1 multiplicado por el tiempo de promediación en segundos y

dividido entre cinco veces el ancho de pulso en segundos. Esto es:

)(*5

)(*

ssoAnchodepul

somediaciontiempodeprMPEMPEpico =

Durante cualquier período igual al tiempo de promediación se permite un

máximo de 5 de tales pulsos, con un período de repetición de al menos 100

ms. Si no se cumple alguna de estas condiciones, se aplican los cálculos

normales de promediación temporal, excepto que durante cualquier período

de 100 ms la densidad de energía está limitada por la fórmula de arriba, es

decir:

5

)(*)(*

somediaciontiempodeprMPEssoanchodepulMPEpico =∑

MPE en ambiente no controlado La exposición asociada con ambientes no controlados es la ocasionada sobre

individuos sin conocimiento o control de su exposición. La exposición puede

ocurrir en viviendas o sitios de trabajo donde no se espera que los niveles de

exposición puedan exceder los listados en la Tabla 3 como función de la

frecuencia.

13

Tabla 3: Campos electromagnéticos para ambientes no controlados.

Tiempo de premediación [E] 2, [H]2 o

S (min)

Rango de frecuencia

s (MHz)

Intensidad de campo Eléctrico

(V/m)

Intensidad de campo

magnético (A/m)

Densidad de potencia campo

E, campo H (mW/cm²) [E]2,s [H]2

0.003−0.1 614 163 100, 1000000 6 6

0.1−1.34 614 16.3/f 100, 10000/f2 6 6

1.34−3 16.3/f 180/f2, 10000/f2 F2/0.3 6 3−30 823.8/f 16.3/f 180/f2, 10000/f2 30 6

30−100 27.5 158.3/f 1.668 0.2, 940000/f3.336 30 0.0636f1.337 100−300 27.5 0.0729 0.2 30 30

300−3000 − − f/1500 30 3000−15000 − − f/1500 90000/f

15000−3000 − − 10 616000/f1.2

Fuente:http//www.crt.gov.co

Tabla 4: Corrientes de inducidas y de contacto para ambientes no contr olados

Corriente máxima (mA) Rango de frecuencias

(MHz) A través de los

dos pies A través de un pie

Contacto

0.003−0.1 900f 450f 450f

0.1−100 90 45 45

Fuente:http//www.crt.gov.co

En ambientes no controlados, donde individuos no familiarizados con el

fenómeno de corrientes RF inducidas tienen acceso, se recomienda tomar

precauciones para limitar dichas corrientes a valores no perceptibles

normalmente, así como para evitar la posibilidad de quemaduras de RF.

1. Para individuos de pie sin contacto con objetos metálicos la corriente RF

inducida en el cuerpo, medida a través de cada pie, no excederá los siguientes

valores:

)1.0003.0(.1000 MhzffmAI ≤<=

14

I es el promedio sobre cualquier periodo de 1 segundo.

f es la frecuencia en Mhz

)1001.0(.45.0 MhzffmAI ≤<= Sujeto a un límite superior de 220mA

I es la corriente RMS durante cualquier periodo de 6 minutos.

2. Para condiciones de posible contacto con objetos metálicos, donde

establecer o terminar el contacto no resulta en una chispa momentánea o en

alta densidad de corriente en la superficie de la piel que cause reacciones de

choque, dolor, quemaduras u otros daños a la piel, las corrientes RF máximas

a través de una impedancia equivalente a la del cuerpo humano para

condiciones de contacto completo, siendo medidas con un medidor de corriente

de contacto, no excederán los siguientes valores:

)1.0003.0(.450 MhzffmAI ≤<=

I es el promedio sobre cualquier periodo de 1 segundo.

f es la frecuencia en Mhz

)1001.0(.45 MhzffmAI ≤<= Sujeto a un límite superior de 220mA

I es la corriente RMS durante cualquier periodo de 6 minutos.

∫ =≤=T

sTKhzfdtIT

I0

)1,100.(1

)360,100.(1

0

2 =>= ∫ TKhzfdtIT

IT

3. Las mediciones de corriente inducida no se requieren si la intensidad de

campo eléctrico promediado espacialmente no excede la MPE a frecuencias de

0.2 MHz o menos y no excede ciertos límites para frecuencias mayores que 0.2

MHz.

15

Los MPE se refieren a valores de exposición obtenidos mediante la

promediación espacial del cuadrado de los campos sobre un área

equivalente a la sección transversal vertical del cuerpo humano. En caso de

exposición parcial, los MPEs pueden relajarse como se indica más

adelante. En campos no uniformes, el valor pico espacial de intensidades

de campo pueden exceder los MPEs si el valor promedio espacial se

mantiene dentro del límite especificado. Los MPEs pueden relajarse

también en referencia a los límites de SAR mediante cálculos o mediciones

apropiadas como se indica en las exclusiones.

El MPE se refiere a valores promediados sobre cualquier período entre 6 y

30 minutos para frecuencias menores que 3 GHz y sobre períodos más

cortos para frecuencias mayores con un mínimo de 10 s para 300 GHz.

Para exposiciones de campo cercano a frecuencias menores que 300 MHz,

el MPE aplicable es dado en término de intensidad rms de campo eléctrico y

magnético. Por conveniencia, el MPE puede expresarse como la densidad

de potencia equivalente de onda plana.

Para campos mezclados o de banda ancha con un número de frecuencias

para las cuales hay valores diferentes de MPE, la fracción de MPE (en

términos de E2 y H2 o densidad de potencia S) experimentada dentro de

cada intervalo de frecuencia debe determinarse y la suma de todas esas

fracciones no excederá la unidad. De manera similar, para corrientes

inducidas mixtas o de banda ancha en un número de frecuencias para las

cuales hay valores diferentes de MPE, la fracción de los límites de corriente

inducida (en términos de I2) experimentadas dentro de cada intervalo de

frecuencia debe determinarse, y la suma de todas esas fracciones no

excederá la unidad.

Para exposición a campos de radio frecuencia pulsados en el rango de 0.1

a 300 GHz, el valor pico temporal de el MPE en términos del campo E es

100kV/m. Para exposiciones a campos de RF pulsados con duraciones de

16

pulso menores que 100 ms y frecuencias en el rango de 0.1 MHz a 300

GHz, el MPE, en términos de la densidad de potencia pico para un pulso es

el dado por la Tabla 3 multiplicado por el tiempo de promediación en

segundos y dividido entre cinco veces el ancho de pulso en segundos. Esto

es:

)(*5

)(*

ssoAnchodepul

somediaciontiempodeprMPEMPEpico =

Durante cualquier período igual al tiempo de promediación se

permite un máximo de 5 de tales pulsos, con un período de repetición de al

menos 100 ms. Si no se cumple alguna de estas condiciones, se aplican los

cálculos normales de promediación temporal, excepto que durante cualquier

período de 100 ms la densidad de energía está limitada por la fórmula de

arriba, es decir:

5

)(*)(*

somediaciontiempodeprMPEssoanchodepulMPEpico =∑

Exclusiones ambiente controlado Para frecuencias entre 100 kHz y 6 GHz, el MPE en ambientes no controlados

para intensidad de campos electromagnéticos puede excederse si:

Se puede demostrar mediante técnicas apropiadas que la condición de

exposición produce tasas de absorción por debajo de 0.4W/kg promediado

sobre todo el cuerpo y SAR espacial pico no mayor que 8W/kg promediado

sobre cualquier gramo de tejido (definido como el volumen de tejido en la

forma de un cubo), excepto por manos, muñecas, pies y tobillos, donde la

SAR pico espacial no debe exceder 20 W/kg, promediado sobre cualquier

masa de 10 g de tejido en la forma de un cubo; Las corrientes inducidas en

el cuerpo no sobrepasan el MPE dado en la Tabla 1. Se debe reconocer

regiones del cuerpo donde un volumen de 1 o10 cm3 contiene una masa

significativamente menor que 1 o 10 g respectivamente debido a cavidades

con aire encerrado. Para esas regiones, la potencia absorbida debe

17

dividirse entre la masa real dentro del volumen para obtener el SAR pico

espacial. La SAR se promedia sobre cualquier intervalo de 6 minutos. Por

encima de 6 GHz se permite la relajación del MPE bajo condiciones de

exposición parcial. A frecuencias entre 0.003 MHz y 0.1 MHz la anterior

exclusión no aplica. Sin embargo, el MPE en ambientes controlados puede

aún excederse si puede mostrarse que la densidad de corriente rms pico

promediada sobre cualquier área de 1 cm2 de tejido en 1 s no excede 35 f

mA/cm2, donde f es la frecuencia en MHz.

Exclusiones ambiente no controlado Para frecuencias entre 100 kHz y 6 GHz, el MPE en ambientes no controlados

para intensidad de campos electromagnéticos puede excederse si:

Se puede demostrar mediante técnicas apropiadas que la condición de

exposición produce tasas de absorción por debajo de 0.4W/kg promediado

sobre todo el cuerpo y SAR espacial pico no mayor que 8W/kg promediado

sobre cualquier gramo de tejido (definido como el volumen de tejido en la

forma de un cubo), excepto por manos, muñecas, pies y tobillos, donde la

SAR pico espacial no debe exceder 20 W/kg, promediado sobre cualquier

masa de 10 g de tejido en la forma de un cubo; y las corrientes inducidas en

el cuerpo no sobrepasan el MPE dado. Se debe reconocer regiones del

cuerpo donde un volumen de 1 o10 cm3 contiene una masa

significativamente menor que 1 ó 10 g respectivamente debido a vacíos.

Para esas regiones, la potencia absorbida debe dividirse entre la masa real

dentro del volumen para obtener el SAR pico espacial. Los tiempos de

promediación para la SAR se indican en la Tabla 3. Por encima de 6 GHz

se permite la relajación del MPE bajo condiciones de exposición parcial. A

frecuencias entre 0.003 MHz y 0.1 MHz la anterior exclusión no aplica. Sin

embargo, el MPE en ambientes no controlados puede aún excederse si

puede mostrarse que la densidad de corriente rms pico promediada sobre

cualquier área de 1 cm2 de tejido en 1 s no excede 15.7 f mA/cm2, donde f

es la frecuencia en MHz.

18

5.1.2. Pautas para limitar la exposición a campos e léctricos, magnéticos y electromagnéticos variables en el tiempo (hasta 300 Ghz) ICNIRP. Los principios presentados tienen como objetivo limitar la exposición a campos

electromagnéticos para evitar los efectos adversos sobre la salud que se

conocen hasta ahora. Se dan dos tipos de principios:

Restricciones básicas: Restricciones a la exposición a campos EM que varían

en el tiempo basadas directamente en los efectos sobre la salud conocidos.

Dependiendo de la frecuencia, las cantidades físicas utilizadas para expresar

dichas restricciones son densidad de corriente, tasa de absorción específica de

energía (SAR) y densidad de potencia. Sólo la densidad de potencia en el aire

puede medirse fácilmente en individuos expuestos.

Niveles de referencia: Se proporcionan como una forma práctica de estimación

de la exposición a campos para determinar si las restricciones básicas podrían

ser excedidas. Algunos niveles de referencia se derivan de las restricciones

básicas relevantes utilizando mediciones o técnicas computacionales; algunos

consideran la percepción y efectos adversos indirectos de la exposición a EMF.

Las cantidades derivadas son intensidad de campo eléctrico (E), intensidad de

campo magnético (H), densidad de flujo magnético (B), densidad de potencia

(S) y corrientes a través de las extremidades (IL). Las cantidades que

consideran la percepción y otros efectos indirectos son la corriente de contacto

(IC) y, para campos en forma de pulsos, la absorción de energía específica

(SA). Mientras que el cumplimiento de los niveles de referencia garantiza la

satisfacción de las restricciones básicas, su incumplimiento no necesariamente

conduce a la violación de las restricciones.

Las recomendaciones para limitar la exposición se han desarrollado siguiendo

una completa revisión de toda la literatura científica publicada. Para establecer

las restricciones propuestas únicamente se utilizaron efectos establecidos. Se

consideró que la inducción de cáncer a largo plazo derivada de la exposición a

EMF no es un efecto establecido. Las pautas propuestas se basan en efectos

19

sobre la salud inmediata, a corto plazo, tales como la estimulación de nervios

periféricos y músculos, choques y quemaduras causadas al tocar objetos

conductores, y temperaturas elevadas en los tejidos como consecuencia de la

absorción de energía durante la exposición a EMF.

Los mecanismos de acople entre el cuerpo humano y EMF pueden ser directos

e indirectos. Los directos son: acople con campos E de baja frecuencia, acople

con campos M de baja frecuencia y absorción de energía de campos EM,

siendo este último significativo a partir de los 100KHz. Los mecanismos

indirectos son: corrientes de contacto que surgen cuando el cuerpo humano

tiene contacto con un objeto a diferente potencial eléctrico (uno de los dos está

cargado por un EMF), y el acople del campo con dispositivos utilizados por

individuos (internos y externos). Este último mecanismo no se considera aquí.

Pautas para limitar la exposición a EMF La exposición ocupacional (EO) consiste en la ocasionada bajo condiciones

conocidas sobre adultos que han sido entrenados al respecto, y por tanto

conocen bien el riesgo potencial y saben tomar las precauciones apropiadas.

En contraste, la exposición al público general (EP) es la ocasionada sobre

grupos de individuos de todas las edades y estados de salud, pudiendo

encontrarse entre ellos individuos particularmente susceptibles. En muchos

casos, los miembros del público no tienen conocimiento de su exposición a

EMF. Más aún, no puede esperarse que los miembros del público en general

tomen precauciones para minimizar o evitar la exposición. Estas

consideraciones llevan a la adopción de restricciones más estrictas para el

público que para el sector ocupacional.

Restricciones básicas y niveles de referencia Las restricciones sobre los efectos de la exposición se basan en efectos

establecidos sobre la salud y se denominan restricciones básicas.

Dependiendo de la frecuencia, las cantidades físicas utilizadas para especificar

las restricciones básicas de exposición a EMF son densidad de corriente, SAR

20

y densidad de potencia. La protección contra efectos adversos sobre la salud

requiere que dichas restricciones básicas no sean excedidas.

Los niveles de referencia de exposición se proporcionan para hacer la

comparación con valores medidos de cantidades físicas; la conformidad con

todos los niveles de referencia dados en esta pauta asegura la conformidad

con las restricciones básicas. Si los valores medidos superan los niveles de

referencia, esto no necesariamente implica que las restricciones básicas se

han excedido, sino que es necesario un análisis más detallado para evaluar la

conformidad con las restricciones básicas.

No hay información suficiente respecto de los efectos biológicos ni sobre la

salud de la exposición de humanos o animales a EMF para proporcionar una

base rigurosa que permita establecer factores de seguridad sobre todo el rango

de frecuencia y sobre todas las modulaciones posibles.

Restricciones básicas Diferentes bases científicas se utilizaron en el desarrollo de las restricciones de

exposición básicas para varios rangos de frecuencia:

1Hz-10MHz – La restricción se da en densidad de corriente para prevenir

efectos en las funciones del sistema nervioso.

100kHz-10GHz – Se da en SAR para prevenir el sobrecalentamiento total

del cuerpo y el calentamiento localizado de tejidos; de 100kHz-10MHz las

restricciones se dan en densidad de corriente y SAR.

10GHz-300GHz – Se dan en densidad de potencia para prevenir el

calentamiento excesivo en los tejidos cerca o en la superficie del cuerpo.

Desde unos pocos Hz a 1kHz, para niveles de densidad de corriente inducida

de mayores que 100mA/m2, los umbrales para cambios agudos en la

21

excitabilidad del sistema nervioso central y otros efectos agudos como

inversión del potencial visualmente evocado son excedidos. En vista de estas

consideraciones de seguridad, se decidió que, para frecuencias en el rango de

4Hz a 1kHz, la exposición ocupacional debe limitarse a campos que inducen

densidades de corriente menores que 10mA /m2 usando un factor de seguridad

10. Para el público general se aplica un factor adicional de 5, dando una

restricción de exposición de 2mA/m2. Por debajo de 4Hz y por encima de 1kHz

la restricción básica aumenta progresivamente, correspondiendo al incremento

en el umbral para la estimulación nerviosa en esos rangos de frecuencia.

Los efectos sobre la salud y biológicos establecidos para el rango entre 10MHz

y unos pocos GHz son consistentes con respuestas a un incremento de 1ºC en

la temperatura corporal. Este incremento resulta de la exposición de individuos

bajo condiciones ambientales moderadas a un SAR aproximado de 4W/kg

promediado sobre todo el cuerpo durante alrededor de 30 minutos. Por tanto se

ha elegido un SAR de 0.4W/kg como la restricción que provee una protección

adecuada para la exposición ocupacional.

Para el público general se utiliza un factor de seguridad adicional, resultando

un límite de 0.08W/kg.

A bajas frecuencias hay pocos datos que relacionen corrientes transitorias con

efectos sobre la salud. Por tanto ICNIRP recomienda que las restricciones

sobre densidades de corriente inducidas por campos transitorios o picos se

consideren como valores instantáneos que no deben promediarse en el tiempo.

22

Tabla 5: Restricciones básicas para campos eléctricos y mag néticos dependientes del tiempo para frecuencias hasta 10 GHz

Característica de la

exposición

Rango de frecuencia

Densidad de

corriente para la

cabeza y el tronco (mA/m 2)

SAR promedio

de cuerpo

completo (W/m2)

SAR localizado (cabeza y tronco) (W/m2)

SAR localizado

(W/m2)

Hasta 1 Hz 40 − − −

1Hz−4Hz 40/f − − −

4Hz−1KHz 10 − − −

1KHz−100KHz f/100 − − −

100KHz−10MHz f/100 0.4 10 20

Exposición ocupacional

10MHz−10GHz − 0.4 10 20

Hasta 1 Hz 8 − − −

1Hz−4Hz 8/f − − −

4Hz−1KHz 2 − − −

1KHz−100KHz f/500 − − −

100KHz−10MHz f/500 0.08 2 4

Exposición publico en

general

10MHz−10GHz − 0.08 2 4

Fuente: http//www.crt.gov.co

Para frecuencias entre 10 GHz y 300 GHz la restricción básica de densidad de

potencia es de 10 W/m2 para exposición pública y 50 W/m2. La densidad de

potencia debe promediarse sobre cualquier área expuesta de 20 cm2 y

cualquier período de 68/f1.05 minutos (f en GHz) para compensar la decreciente

profundidad de penetración a medida que la frecuencia aumenta. La densidad

de potencia máxima espacial, promediada sobre cualquier cm2 debe ser menor

que 20 veces el límite dado, es decir, 200 W/m2.

Niveles de referencia Los niveles de referencia se dan para las condiciones de máximo acople del

campo con el individuo expuesto, proporcionando por tanto protección máxima.

Se supone que los niveles de referencia son los valores promediados

espacialmente sobre todo el cuerpo del individuo expuesto, pero con la

23

importante estipulación que las restricciones básicas en exposición localizada

no se excedan.

Las simplificaciones utilizadas para calcular los niveles de referencia a bajas

frecuencias no tuvieron en cuenta fenómenos tales como la distribución no

homogénea ni la anisotropía de la conductividad eléctrica y otros factores

relacionados con los tejidos de importancia para esos cálculos.

La dependencia entre la frecuencia y los niveles de referencia es consistente

con los datos disponibles sobre efectos biológicos y acople del campo con el

cuerpo humano.

Los modelos de campo magnético asumen que el cuerpo tiene una

conductividad homogénea e isotrópica, y aplican modelos simples de mallas

circulares conductivas para estimar corrientes inducidas en diferentes regiones

y órganos del cuerpo.

Para demostrar el cumplimiento de las restricciones básicas, los niveles de

referencia para los campos E y M deben considerarse separadamente y no

aditivamente, porque para propósitos de protección, las corrientes inducidas

por los campos E y M no son aditivas.

Hasta 1kHz, los niveles de referencia para campos eléctricos sobre el

público general son la mitad de los valores establecidos para exposición

ocupacional. El valor de 10 kV/m para 50Hz o 8.3kV/m para 60Hz en

exposición ocupacional incluye un margen de seguridad suficiente para

prevenir efectos estimulantes derivados de corrientes de contacto bajo

todas las condiciones posibles. El nivel elegido para el público fue la mitad

de los anteriores previene efectos adversos para más del 90% de los

individuos expuestos.

24

Hasta 100kHz los niveles de campo magnético para el público son 5 veces

menores que los dados para exposición ocupacional.

Entre 100kHz y 10 MHz los niveles de campo magnético para el público se

incrementaron con respecto a los dados en la pauta IRPA 1988. En dicha

pauta los niveles de referencia para H se calcularon a partir de los de E

utilizando la fórmula que los relaciona en la aproximación de campo lejano.

Estos niveles son demasiado conservativos, dado que los campos M a

frecuencias menores a 10 MHz no contribuyen significativamente al riesgo

de choques, quemaduras o efectos de carga superficial que forman la base

principal para limitar la exposición ocupacional a campos E en ese rango de

frecuencia.

En el rango 10 MHz a 10 GHz, los niveles de E y H para el público son

menores por un factor 2.2 que los establecidos para EO. El valor 2.2

corresponde a la raíz cuadrada de 5, que es el factor de seguridad entre las

restricciones básicas para EO y EP. Se utiliza la raíz para relacionar

intensidad de campo con densidad de potencia.

Entre 10 y 300 GHz, los niveles para EP se definen mediante la densidad

de potencia al igual que en las restricciones básicas, y son 5 veces menores

que para EO.

Aunque se tiene poca información disponible sobre la relación entre efectos

biológicos y valores pico de campos pulsados, se ha sugerido que para

frecuencias mayores que 100MHz Seq promediado sobre el ancho de pulso

no puede exceder 32 veces los niveles de referencia, o que las intensidades

de campo no excedan 32 veces los niveles de referencia para intensidad de

campo. Entre 0.3 GHz y varios GHz, y para exposición localizada de la

cabeza, con el fin de limitar o evitar efectos auditorios causados por

expansión termoelástica, la absorción específica 23 de los pulsos debe

limitarse. En este rango de frecuencia, el umbral de SA 4-16 mJ /kg para

producir este efecto corresponde, para pulsos de 30 us, a valores SAR pico

25

de 130-520 W/kg en el cerebro. Entre 100kHz y 10MHz, los valores pico

para las intensidades de campo se obtienen interpolando desde el pico de

1.5 veces en 100kHz al pico de 32 veces en 10 MHz.

Para los niveles EO y EP, algunos cambios en la función ocurren en valores

diferentes de frecuencia para cada uno. Esto es consecuencia de la

variación en los factores utilizados para derivar los niveles de referencia

para EP, mientras que la dependencia de la frecuencia se mantiene igual

para EO y EP.

Tabla 6: Niveles de referencia para exposición ocupacional a campos EM dependientes del tiempo (Valores rms sin perturbación)

Rango de frecuencia (MHz)

Intensidad de

campo Eléctrico

(V/m)

Intensidad de campo

magnético (A/m)

Densidad de flujo magnético

B(µT)

Densidad de potencio de onda plana equivalente

Seq(w/m2) Hasta 1H − 1.63x105 2x105 −

1Hz- 8Hz 20000 1.63x105/f2 2x105/f −

8Hz- 25Hz 20000 2x104/f 2,5x104/f −

25Hz- 0.28KHz 500/f 20/f 25/f −

0.8KHz- 65KHz 610 24.4 30,7 −

65KHz- 1MHz 610 1,6/f 2f −

1MHz- 10MHz 610/f 1,6/f 2f −

10MHz- 0.4GHz 61 0,16 0,2 10

0.4GHz-2GHz 3f1/2 0,08f1/2 0,01f1/2 f/40

2GHz- 300GHz 137 0,36 0,45 50

http//www.crt.gov.co

26

Tabla 7: Niveles de referencia para exposición del público gen eral a campos EM dependientes del tiempo (valores rms sin perturbación)

Rango de frecuencia

Intensidad de

campo eléctrico

E (V/m)

Intensidad de campo

magnético H(A/m)

Densidad de flujo

magnético B (mT)

Densidad de potencia

de onda plana equivalente Seq (W/m2)

Hasta 1 Hz - 3,2x104 4x104 -

1 Hz-8 Hz 10000 3,2x104 4x104/f2 -

8 Hz-25 Hz 10000 4000/f 5000/f -

25 Hz-0,8 kHz

250/f 4/f 5/f -

0,8 kHz-3 kHz

250/f 5 6,25 -

3 kHz-150 kHz

87 5 6,25 -

150 kHz-1 MHz

87 0,73/f 0,92/f -

1 MHz-10 MHz

87/f1/2 0,73/f 0,92/f

10 MHz-0,4 GHz

28 0,073 0,0092 2

0,4 GHz-2 GHz

1.375f1/2 0,0037f1/2 0,0046f2 f/200

2 GHz-300 GHz

61 0,16 0,2 10

Fuente:http//www.crt.gov.co

Niveles de referencia para corrientes de contacto e inducidas Hasta 110 MHz, lo que incluye la banda de radio FM, se dan los niveles de

referencia para corriente de contacto por encima de los cuales deben tenerse

precauciones para evitar choques y quemaduras. Dado que las corrientes de

contacto umbral que generan respuestas biológicas en niños y mujeres adultas

son aproximadamente la mitad y dos terceras partes de las dadas para los

27

hombres adultos, los niveles de referencia para el público general son un factor

2 veces menores que los de EO.

Para el rango de frecuencia 10-110 MHz, los niveles de referencia se

proporcionan como corrientes en las extremidades que son menores que las

restricciones básicas para SAR localizado.

Tabla 8: Niveles de referencia para corrientes de contacto var iables producidas por objetos conductores

Características de

la exposición

Rango de frecuencia

Corriente de

contacto máxima

(mA)

Hasta 2.5kHz 1

2.5kHz-100kHz 0.4f Exposición ocupacional

100kHz-100MHz 40

Hasta 2.5kHz 0.5

2.5kHz-100kHz 0.2f Exposición al

público general

100kHz-100MHz 20

Fuente: http//www.crt.gov.co

Tabla 9. Niveles de referencia para la corriente inducida e n cualquier extremidad a frecuencia entre 10 MHz y 10 Ghz

Características de la exposición

Corriente de

contacto máxima (mA)

Exposición ocupacional 100

Exposición al público general 45

Fuente: http//www.crt.gov.co

28

El nivel de referencia de la corriente inducida en cualquier miembro del cuerpo

en frecuencias entre 10 y 110 MHz es de 100mA para exposición ocupacional y

45 mA para exposición pública. Este valor está por debajo de la restricción

básica de SAR localizada.

Exposición simultánea a campos de múltiple frecuenc ia Es importante determinar si en situaciones de exposición simultánea a campos

de

diferentes frecuencias cada uno de estos tiene efectos aditivos con los de los

demás. La aditividad debe examinarse separadamente para los efectos de

estimulación eléctrica y térmica, y las restricciones básicas dadas abajo deben

cumplirse. Esas fórmulas funcionan para las frecuencias relevantes bajo

situaciones prácticas de exposición.

Para estimulación eléctrica, relevante en frecuencias de hasta 10MHz, las

densidades de corriente inducidas deben sumarse así:

1,

10

1

≤∑=

Mhz

Hzi ijl

ji

Para efectos térmicos, relevantes desde los 100 kHz, los valores de SAR y

densidad de potencia deben sumarse así:

110

100

300

10

1 ≤+∑ ∑= >

Ghz

KHzi

GHz

GHzi lS

S

SARl

SARi

Ji es la densidad de corriente inducida a la frecuencia i, JL,i es la restricción para

la

densidad de corriente en la frecuencia i dada por la Tabla 6, SARi es la tasa de

absorción específica causada por la exposición a la frecuencia i, SARL es el

límite dado en la Tabla 6, Si es la densidad de potencia a la frecuencia i, y SL es

el límite de la densidad de potencia entre 10 GHz y 300 GHz, es decir 10 W/m2.

29

Para la aplicación práctica de las restricciones básicas, debe aplicarse los

siguientes criterios respecto de los niveles de referencia de las intensidades de

campo.

Para efectos de densidad de corriente inducida y estimulación eléctrica,

relevantes para frecuencias de hasta 10 MHz, debe aplicarse los siguientes

dos requerimientos a los niveles de campo:

110

1

1

1 1.

1 ≤+ ∑∑>=

Mhz

MHzi

MHz

Hzi l a

Ei

E

E

110

65

65

1 2.

1 ≤+ ∑∑>=

Mhz

KHzi

KHz

Hzi l b

Hi

H

HEi

Ei es la intensidad de campo eléctrico a la frecuencia i, EL,i es el nivel de

referencia para el campo eléctrico en la frecuencia i dado por la Tabla 8, Hi

es la intensidad de campo magnético a la frecuencia i, HL,i es el nivel de

referencia para el campo magnético en la frecuencia i dado por la Tabla 8, a

es 87 V/m y b es 5 A/m. Estas constantes sólo son válidas para exposición

pública. Los valores constantes a y b se utilizan para frecuencias mayores

que 1 MHz para E y mayores que 65 kHz para H porque la suma se basa en

densidades de corriente inducidas y debe separarse de las consideraciones

térmicas.

Para los niveles EO y EP, algunos cambios en la función ocurren en valores

diferentes de frecuencia.Para consideraciones térmicas, relevantes por

encima de los 100 kHz, los siguientes dos requerimientos deben aplicarse a

los niveles de campo:

30

∑ ∑= >

≤

+

MHz

KHzi

KHz

MHzi EL

Ei

C

Ei1

100

300

1

22

11,

∑ ∑= >

≤

+

MHz

KHzi

KHz

MHzi HL

Hi

d

Hi1

100

300

1

22

11,

Donde c es 87/f1/2 V/m y d es 0.73/f A/m para exposición al público general

con f en MHz. Para corriente de extremidad y de contacto respectivamente,

se aplican los siguientes criterios

1

2110

10 ,

1 ≤

∑

=

MHz

MHzi ilI

I 1

110

1 ,

≤∑=

MHz

HzK kc

K

I

I

Siendo Ii la componente de corriente de miembro a la frecuencia i, IL,i el nivel

de referencia de corriente de miembro (45mA para exposición pública en la

banda de 10MHz–10MHz, Ik es la corriente de contacto en la frecuencia k, Ik

es la corriente de contacto en la frecuencia k e IC,k es el nivel de referencia

de corriente de contacto a la frecuencia k mostrado en la Tabla 9.

Las fórmulas de suma anteriores asumen los peores casos para campos de

fuentes múltiples. Como resultado, las situaciones típicas de exposición en

la práctica pueden requerir niveles de exposición menos restrictivos que los

dados.

5.1.3. Pautas de la FCC para la exposición humana a campos electromagnéticos de radio frecuencia

Las pautas de la FCC se basan en los criterios de exposición recomendados en

1986 por el consejo nacional para la protección contra la radiación y

mediciones de radiación (NRCP) y en el estándar desarrollado por el IEEE en

1991, posteriormente adoptado como estándar por el ANSI.

31

Las pautas de la FCC establecen límites de máxima exposición permisible para

exposición a la población general o exposición no controlada y para exposición

ocupacional o controlada. Los límites para la población general establecen la

máxima exposición a la cual la mayoría de la gente puede ser sometida. Esto

incluye el público en general, no asociado con la instalación y mantenimiento

de equipos de transmisión.

Bajo la categoría ocupacional se permiten límites de exposición mayores, pero

sólo a personas expuestas como consecuencia de su empleo (ingenieros de

radio, técnicos).

Para calificar como exposición controlada, las personas deben ser

completamente informadas del potencial de exposición (p. ej. mediante

entrenamiento), y deben ser capaces de controlar su exposición.

Adicionalmente, las personas que transitan por un lugar, conscientes del

potencial de exposición, pueden ser expuestos bajo el criterio ocupacional. Los

límites de MPE adoptados por la FCC incorporan un margen de seguridad

sustancial y se ha establecido que están bien por debajo de los niveles

generalmente aceptados como potencialmente nocivos para la salud.

La determinación de si una antena transmisora dada presenta un peligro

potencial para la salud no siempre es un asunto fácil. Varios factores

importantes deben ser considerados al hacer dicha determinación.

Estos incluyen: (1) ¿Cuál es la frecuencia de la señal transmitida? (2) ¿Cuál es

la potencia de operación de la estación de transmisión y cuánta es la potencia

que la antena radía realmente? (3) ¿Por cuánto tiempo estará alguien expuesto

a la señal RF a una distancia dada de la antena? (4) ¿Qué otras antenas se

encuentran en el área, y cuál es la exposición debida a ellas? Todos estos

aspectos se exploran a continuación.

32

Los límites de la MPE varían con la frecuencia debido a las diferentes

propiedades de absorción del cuerpo humano a diferentes frecuencias cuando

hay exposición de cuerpo completo a campos de RF. Para la mayoría de las

frecuencias utilizadas por los servicios inalámbricos, la medida más relevante

es densidad de potencia.

Los límites MPE para densidad de potencia son dados en términos de mW/cm2.

En la práctica, dado que no es realista medir separadamente la exposición de

cada centímetro cuadrado del cuerpo, la conformidad real con los límites debe

determinarse promediando espacialmente la exposición de una persona sobre

el área proyectada de un cuerpo humano adulto.

Intensidad de campo eléctrico e intensidad de campo magnético se utilizan

para medir exposición de campo cercano. Para frecuencias menores que 300

MHz, esas son las medidas de exposición más relevantes, y los valores de

densidad de potencia se dan principalmente como referencia. No obstante, la

evaluación de densidad de potencia equivalente de campo lejano puede aún

ser apropiada para evaluar la exposición en alguno de esos casos. Para

frecuencias mayores que 300 MHz sólo se necesitan evaluar una componente

del campo, y la exposición suele ser más fácil de caracterizar en términos de la

densidad de potencia. Los transmisores y antenas operando a frecuencias de

300 MHz y menores incluyen estaciones de radiodifusión, estaciones de

difusión de TV y ciertas instalaciones de servicios personales inalámbricos. La

mayoría de los servicios personales inalámbricos, incluyendo celulares y PCS,

a sí como algunas estaciones de difusión de TV operan a frecuencias mayores

que 300 MHz Los límites MPE se especifican como niveles de exposición

promedio temporal. Esto significa que la exposición puede promediarse durante

el tiempo específico (6 minutos para exposición ocupacional y 30 minutos para

exposición al público general)). Sin embargo, para el caso de exposición del

público general, la promediación temporal usualmente no se aplica debido a la

incertidumbre de las condiciones exactas de exposición y la dificultad del

control del tiempo de exposición. Por tanto, el enfoque

33

Conservativo típico es asumir que cualquier exposición RF al público general

será continua. Los límites dados por la FCC para la exposición a diferentes

frecuencias se muestran a continuación.

Tabla 10: Límites para exposición ocupacional / exposición controladas

Rango de frecuencia

(MHz)

Intensidad de

campo eléctrico

(V/m)

Intensidad de

campo magnético

(A/m)

Densidad de

potencia (mW/cm2)

Tiempo de promediación

(minutos)

0,3—3 614 1,63 100* 6

3—30 1842/f 4,89/f 900/f2 * 6

30—300 61,4 0,163 1 6

300—1500 -- -- f/300 6

1500—100000 -- -- 5 6

Fuente: http//www.crt.gov.co

Tabla 11: Límites para exposiciones a la población general / exposi ción no controlada

Rango de frecuencia

(MHz)

Intensidade

campo eléctrico

(V/m)

Intensidad de

campo magnético

(A/m)

Densidad de

potencia (mW/cm2)

Tiempo de promediación

(minutos)

0,3—3 614 1,63 100* 30

3—30 824/f 2,19/f 180/f2* 30

30—300 27,5 0,073 0,2 30

300—1500 -- -- f/1500 30

1500—100000 -- -- 1,0 30

Fuente: www:http//www.crt.gov.co

34

Es importante entender que los límites de la FCC se aplican acumulativamente

a todas las fuentes de emisiones RF que afectan un área dada. Un ejemplo

común ocurre cuando dos o más operadores inalámbricos han acordado

compartir el costo de construcción y mantenimiento de una torre, y colocar sus

antenas en la estructura conjunta. En tal caso la exposición total de las dos

instalaciones consideradas simultáneamente deben estar dentro de las pautas

de la FCC. De otra manera se requerirá una evaluación ambiental.

Instalaciones excluidas categóricamente La comisión ha determinado mediante cálculos y análisis técnicos que muchas

instalaciones, debido a su baja potencia o elevación sobre el suelo, son

inherentemente inofensivas, y por tanto tienen una probabilidad muy baja de

causar exposiciones humanas que excedan los límites dados por las pautas, y

los operadores de esas instalaciones son eximidos de tener que determinar

conformidad con los límites de manera rutinaria.

Las instalaciones que están excluidas categóricamente han sido claramente

establecidas, si una instalación está excluida categóricamente, un aspirante o

licenciado puede normalmente asumir conformidad con los límites dados por la

pauta. Sin embargo, un aspirante o licenciado debe evaluar y determinar la

conformidad para una instalación que de otra manera sería excluida

categóricamente si esto es específicamente solicitado por la FCC. De

determinarse implicaciones ambientales potenciales, debe tramitarse una

evaluación ambiental con la FCC.

Ninguna instalación de difusión de radio ni TV está excluida categóricamente.

Así, aspirantes y licenciados de instalaciones de difusión deben determinar

afirmativamente la conformidad de su instalación con las pautas antes de la

construcción, y después de cada modificación de la misma o renovación de

licencia. Con respecto a servicios personales inalámbricos, una instalación

celular se excluye categóricamente si la potencia radiada total efectiva (ERP)

de todos los canales operados por el licenciado en un sitio es 1000 Vatios o

35

menos. Si la instalación utiliza antenas sectorizadas, sólo se considera la

potencia radiada total efectiva en cada dirección.

En adición, una instalación celular es excluida categóricamente, sin importar su

potencia, si no está ubicada sobre una edificación y el punto más bajo de la

antena está al menos 10 metros sobre el suelo. Una antena de banda ancha

para PCS está categóricamente excluida si la potencia efectiva radiada total de

todos los canales operados por el licenciado en el sitio (o todos los canales en

una dirección cualquiera dada, en el caso de antenas sectorizadas) es 2000

Vatios o menos. Como en el caso de los celulares, otra manera de que una

instalación de PCS de banda ancha esté excluida es que el punto más bajo de

la antena esté al menos a 10 metros sobre el suelo.

El umbral de potencia para exclusión es más alto para PCS porque PCS

operan a una frecuencia mayor, donde los límites de exposición son menos

restrictivos que en la frecuencia de operación de los celulares.

5.1.4. Límites de la exposición humana a campos ele ctromagnéticos de radio frecuencia en el rango entre 3 KHz y 300 GHz (Health Canada) Los estudios de peligros potenciales para la salud humana derivados de la

exposición a campos EM de RF muestran que hay una necesidad de controles

al respecto.

La exposición a energía RF en cantidades mayores a los límites dados en este

código de seguridad pueden causar efectos adversos sobre la salud. El tipo y

extensión de los efectos depende no sólo de la intensidad del campo y la

duración de la exposición, sino también de otros factores varios tales como la

frecuencia, tipo de polarización, modulación y distancia de la fuente.

Los límites se establecieron a partir de una revisión de los experimentos

realizados en los últimos 30 años sobre organismos biológicos, incluyendo

humanos, animales y sistemas celulares. Los límites recomendados en este

36

código se han establecido al menos un factor 10 debajo del umbral en el cual

inician los efectos perjudiciales de acuerdo con el consenso de la comunidad

científica. Los efectos biológicos de campos de RF a niveles muy bajos para

producir calentamiento también se han revisado.

Dichos efectos no están bien establecidos, y sus implicaciones para la salud

humana no están lo suficientemente bien entendidas. Por tanto, ellos no

pueden proporcionar una base para hacer recomendaciones sobre la

restricción de exposición humana a campos de tan baja intensidad.

Los límites básicos que no deben excederse son dados en términos de las

corrientes en el cuerpo, ya sea por inducción o contacto con objetos metálicos

energizados, o en términos de la tasa a la cual el cuerpo absorbe energía

electromagnética de RF (SAR).

En la práctica la medición directa de la SAR es realizable sólo bajo condiciones

de laboratorio. Los niveles de exposición máximos recomendados en términos

de intensidad de campo eléctrico y magnético no perturbado, así como

densidad de potencia son por tanto dados en adición a los límites de SAR.

Esas intensidades de campo máximas se encuentran a niveles que generarían

una SAR o una corriente corporal inducida no mayor que el límite básico.

Para los límites de exposición de trabajadores expuestos, un factor de

seguridad aproximadamente de 10 se incorporó con referencia al consenso

científico para efectos adversos sobre la salud. Para otras personas,

incluyendo el público general, un factor adicional (entre 2 y 5) se incluyó para

llegar a límites más bajos. Los factores de seguridad son incorporados para

tener en cuenta todas las condiciones posibles bajo las cuales puede ocurrir la

exposición. Las razones de establecer límites más bajos para el público son:

37

La exposición del público es potencialmente de 24 horas al día durante 7

días a la semana, comparada con 8 horas al día, 5 días a la semana para

trabajadores expuestos a RF y microondas.

Ciertos miembros del público general podrían ser más susceptibles a ser

lastimados por la exposición.

Para determinar si los niveles máximos de exposición y duraciones máximas

son excedidas, deben considerarse los siguientes factores:

Duración real de la exposición y promediación temporal (incluyendo tiempos

ON/OFF de generadores de RF, dirección del rayo, ciclos útiles, tiempos de

barrido, etc.)

Características espaciales de la exposición, por ejemplo cuerpo completo o

partes del mismo.

Ocupación de la áreas

Uniformidad del campo al cual se expone (promediación temporal) En ciertos casos y sobre un rango de frecuencia específico, se permiten niveles

de exposición más altos por cortas duraciones. Si este es el caso, las

intensidades de campo y densidades de potencia deben promediarse sobre 6

minutos.

38

5.2 MARCO TEÓRICO

5.2.1. Campos electromagnéticos

Los campos electromagnéticos son el movimiento de fotones, que originan

ondas de campos eléctrico y magnético que se propagan a través del espacio

vacío a la velocidad c de la luz (c = 300.000 km/s), la figura 1 muestra la

representación de una onda electromagnética.

Figura 1: Onda electromagnética.

Fuente: Elementos de electromagnetismos

Cuando en una región del espacio existe una energía electromagnética, se dice

que en esa región del espacio hay un campo electromagnético y este campo se

describe en términos de la intensidad de campo eléctrico (E) y/o la inducción

magnética o densidad de flujo magnético (B) en esa posición. Para medir la

intensidad de campo eléctrico se emplea la unidad “voltio/metro”, mientras que

para medir la densidad de flujo magnético se utiliza la unidad “tesla” (T) y, a

veces, el Gauss (G). Un tesla equivale a 10000 Gauss (1 µT=10 mG).

Al igual que cualquier otro fenómeno ondulatorio, la radiación electromagnética

se puede caracterizar por su longitud de onda y su frecuencia. La longitud de

onda (ë en metros) es la distancia que existe entre los puntos correspondientes

a un ciclo completo de la onda electromagnética.

39

5.2.2. Campo eléctrico

El concepto de campo eléctrico fue introducido en la teoría electromagnética

para describir las fuerzas existentes entre cargas eléctricas. El campo eléctrico

en un punto del espacio producido por una o varias cargas eléctricas se define

en términos de la fuerza que experimenta una unidad de carga estacionaria

situada en dicho punto. El campo eléctrico E se expresa en voltios por metro

(V/m), o su múltiplo kV/m (1 kV/m = 1.000 V/m).

Como cada carga está rodeada de un campo eléctrico, es razonable considerar

que las cargas son las fuentes que producen estos campos.

Si ambas cargas son de distinto signo la fuerza que se ejerce será atractiva, y

si son de distinto signo será repulsiva

La intensidad del campo eléctrico creado por una carga es inversamente

proporcional al cuadrado de la distancia, lo cual hace que disminuya

rápidamente cuando la distancia a la carga aumenta.

El valor del campo eléctrico es función de la tensión del sistema eléctrico; es

decir, cuanto mayor sea la tensión del dispositivo más intenso será el campo

eléctrico que genere.

5.2.3 Campo magnético

El campo magnético es un concepto introducido en la teoría electromagnética

para explicar las fuerzas que aparecen entre corrientes eléctricas.

40

Figura 2: Líneas de campo magnético de un imán en forma de barra

Fuente: Fundamentos de electricidad y magnetismo

Los campos magnéticos son producidos por cargas en movimiento, es decir,

por corrientes eléctricas; aunque también se pueden producir campos

magnéticos con imanes permanentes, el campo magnético H en un punto dado

del espacio se define como la fuerza que se ejerce sobre un elemento de

corriente situado en dicho punto, y se expresa en amperios por metro (A/m).

Así pues, el campo eléctrico existe siempre que haya cargas eléctricas,

mientras que sólo hay campo magnético cuando esas cargas están en

movimiento, es decir, cuando hay un flujo de corriente eléctrica.

El campo magnético, al igual que el campo eléctrico, disminuye rápidamente

cuando aumenta la distancia respecto de la fuente que lo genera. Toda

corriente eléctrica produce un campo magnético, cuanto mayor sea la

intensidad de la corriente eléctrica que recorre un conductor, más elevado será

el campo magnético que genere.

5.2.4. Espectro electromagnético

El espectro electromagnético cubre toda la gama de frecuencias; La frecuencia

determina el tipo de efectos que puede producir la onda electromagnética en el

organismo.

41

Cuanto más alta es la frecuencia más corta es la distancia entre una onda y la

siguiente, y mayor la cantidad de energía que transmite. Debido a esto, el

transporte de energía eléctrica se realiza a una frecuencia extremadamente

baja, para minimizar las pérdidas en forma de ondas.

El espectro de frecuencias se puede dividir en dos partes claramente

diferenciadas: radiaciones ionizantes y no ionizantes.

A frecuencias altas la radiación es muy energética y puede ionizar átomos, es

decir, arrancarles electrones, de tal manera que quedan eléctricamente

cargados (iones). En este rango de frecuencias (trillones de Hz) se encuentran

los rayos X, los rayos gamma, etc. Estas radiaciones, denominadas ionizantes,

pueden producir alteraciones genéticas y determinadas enfermedades, como el

cáncer.

A continuación se presenta en la Tabla 12, la descripción del espectro,

indicando los servicios que pertenecen a cada banda de frecuencias dentro de

las comunicaciones.

Tabla 12: Clasificación de frecuencias, usos de las bandas de r adio.

Rango de

frecuencia Banda Descripción Tipo de servicios

30 – 300 Khz LF Frecuencia baja

Radio de onda larga

y transmisores de

baja frecuencia

300 – 3000 Khz MF Frecuencia media Radio AM, radio

navegación

3 – 30 Mhz HF Alta frecuencia

Radio de corta

banda, aficionados,

comunicaciones de

radio de alta

frecuencia

42

30 – 300 Mhz VHF Frecuencia muy altas

Radio FM , TV VHF,

servicios de

emergencia,

aficionados

300 – 3000 Mhz UHF Ultra altas frecuencia TV UHF, teléfonos

celulares, aficionados

3 – 30 Ghz SHF Súper altas frecuencia

Micro-ondas,

comunicaciones

satelitales, radar,

micro ondas – punto

a punto.

30 – 300 Ghz EHF Extremadamente altas

frecuencias

Radar, radio

astronomía, enlaces

micro ondas – cortos

Fuente: Elementos de electromagnetismo

Figura 3: El espectro electromagnético

Fuente: www.mcw.edu/.../telefonos-moviles-salud/toc.htlm

5.2.5. Microondas Se denomina así la porción del espectro electromagnético que cubre las

frecuencias entre aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que

corresponde a la longitud de onda en vacío entre 10 cm. y 1mm.

43

La propiedad fundamental que caracteriza a este rango de frecuencia es que el

rango de ondas correspondientes es comparable con la dimensión físicas de

los sistemas de laboratorio; debido a esta peculiaridad, las microondas Exigen

un tratamiento particular que no es extrapolable de ninguno de los métodos de

trabajo utilizados en los márgenes de frecuencias con que limita. Estos dos

límites lo constituyen la radiofrecuencia y el infrarrojo lejano. En radiofrecuencia

son útiles los conceptos de circuitos con parámetros localizados, debido a que,

en general, las longitudes de onda son mucho mayores que las longitudes de

los dispositivos, pudiendo así, hablarse de autoinducciones, capacidades,

resistencias, etc., debido que no es preciso tener en cuenta la propagación

efectiva de la onda en dicho elemento; por el contrario, en las frecuencias

superiores a las de microondas son aplicables los métodos de tipo ÓPTICO,

debido a que las longitudes de onda comienzan a ser despreciables frente a las

dimensiones de los dispositivos.

El método de análisis más general y ampliamente utilizado en microondas

consiste en la utilización del campo electromagnético caracterizado por los

vectores (E, B, D y H en presencia de medios materiales), teniendo en cuenta

las ecuaciones de MAXWELL (v), que rigen su comportamiento y las

condiciones de contorno metálicos son muy frecuentes a estas frecuencias,

cabe destacar que, por ejemplo, el campo E es normal y el campo H es

tangencial en las proximidades externas de un conductor. No obstante, en las

márgenes externas de las microondas se utilizan frecuentemente los métodos

de análisis correspondientes al rango contiguo del espectro; así, a frecuencias

elevadas microondas son útiles los conceptos de RAYO, LENTE, ampliamente

utilizados en óptica, sobre todo cuando la propagación es transversal

electromagnética, en el espacio libre. Por otro lado, a frecuencias bajas de

microondas, colindantes con las radiofrecuencias, es útil la teoría de circuitos

con parámetros distribuidos, en la que toma en cuenta la propagación efectiva

que va a tener la onda en un elemento cualquiera. Así, un trozo de cable

metálico, que en baja frecuencia representa simplemente un corto circuito que

sirve para efectuar una conexión entre elementos, dejando equipotenciales los

44

puntos que une, a alta frecuencia un sistema cuya frecuencia, por efecto

peculiar, puede no ser despreciable y cuya autoinducción puede causar una

impedancia que sea preciso tomar en cuenta. Entonces es preciso representar

este cable a través de su impedancia (resistencia y autoinducción) por unidad

de longitud.

5.2.6. Ventajas de los radioenlaces de microondas c omparados con los sistemas de línea metálica

Volumen de inversión generalmente más reducido.

Instalación más rápida y sencilla.

Conservación generalmente más económica y de actuación rápida.

Puede superarse las irregularidades del terreno.

La regulación sólo debe aplicarse al equipo, puesto que las

características del medio de transmisión son esencialmente constantes

en el ancho de banda de trabajo.

Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la

altura de las torres.

5.2.7. Desventajas de los radioenlaces de microonda s comparados con los sistemas de línea metálica

Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces.

Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que

hay que disponer de energía y acondicionamiento para los equipos y

servicios de conservación. Se han hecho ensayos para utilizar

generadores autónomos y baterías de células solares.

La segregación, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como

en los sistemas por cable

Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos

intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de

45

diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante problema

en diseño.

5.2.8 Propagación de microondas

Las microondas ocupan una porción del espectro de frecuencias entre 3 y 300

Ghz que corresponde a 10 cm y mm respectivamente, en longitudes de onda.

En la práctica son ondas del orden de 1 Ghz a 12 Ghz.

La banda espectral de las microondas de divide en sub-bandas tal como se

muestra en la tabla.

Tabla 13: Banda espectral de las microondas

Frecuencia

(GHz)

Longitud de onda

aproximada (Cm)

1.5 A 8 10

8 A12.5 3

12.5 A 40 1.1

40 A 50 0.8

Fuente:www.inicia.es/espectro.htm

Sub-bandas en las que se divide la banda espectral de las microondas, los

sistemas de microondas son usados en enlaces de televisión, en multienlaces

telefónicos y general en redes con alta capacidad de canales de información.

Las microondas atraviesan fácilmente la ionosfera y son usadas también en

comunicaciones por satélites, La longitud de onda muy pequeña permite

antenas de alta ganancias.

46

5.2.9. Antena.

Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que,

unido a un generador, permite la emisión de ondas de radio frecuencia por el

espacio libre, o que, conectado a una impedancia (Resistencia), sirve para

captar las ondas emitidas por una fuente lejana.

Los Servicios de comunicaciones utilizan diferentes tipos de antenas según su

frecuencia de operación y el cubrimiento geográfico deseado.

Los patrones de radiación de una antena pueden verse modificados por otras

fuentes de emisiones radioeléctricas e incluso llegar a ser anulados.

Para la instalación de una antena el operador hace un estudio previo de

interferencia que garantice la correcta operación de su sistema.

5.2.10. Tipos de antenas

Antena de reflector o parabólica

Antena provista de un reflector metálico, de forma parabólica, esférica o de

bocina, que limita las radiaciones a un cierto espacio, concentrando la potencia

de las ondas; se utiliza especialmente para la transmisión y recepción vía

satélite.

Antena lineal

La que está constituida por un conductor rectilíneo, generalmente en posición

vertical.

Antena multibanda

La que permite la recepción de ondas cortas en una amplitud de banda que

abarca muy diversas frecuencias.

47

Dipolo de media onda

El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas más

ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz.

Antena Yagi

Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores,

activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales

televisivas.

Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian el campo

y los reflectores lo reflejan.

5.2.11. Radiación ionizante

La radiación ionizante es aquella que se emite con energía tal capaz de mover

los electrones del átomo. De esta manera, en el proceso de lograr mayor

estabilidad el átomo emite partículas subatómicas y fotones de alta energía,

logrando así su decaimiento.

5.2.12. Radiación no ionizante

La radiación no ionizante es la energía contenida en los fotones de las ondas

electromagnéticas, estas no son lo suficientemente elevada para causar la

ionización de átomos y moléculas, por esa razón se considera no ionizante la

luz visible, la radiación infrarroja y otras formas de radiación con frecuencias

relativamente bajas.

5.2.13. Reflexión, absorción, transmisión

Las radiaciones electromagnéticas pueden ser absorbidas, reflejadas o

transmitidas por la materia.

48

Figura 4: Reflexión, absorción y transmisión de una onda al pasar, de un medio, a otro electromagnéticamente distinto

Fuente: Elementos de electromagnetismo

La frecuencia de la radiación junto con algunas características del medio

material (conductividad, permitividad constante dieléctrica, tamaño, espesor)

determinan los grados de absorción, reflexión y transmisión.

Como consecuencia de la absorción de energía se produce una atenuación de

la onda a medida que avanza por el medio material. Se denomina profundidad

de penetración a la distancia en que las amplitudes de los campos eléctricos y

magnéticos se reducen por el coeficiente e-1 (36,7%), o, la densidad de

potencia se reduce por e-2 (13,5%), respecto de los valores en la superficie.

49

6. METODOLOGÍA

Para poder evaluar el riesgo de exposición a radiaciones electromagnéticas de

microondas es preciso conocer las magnitudes H, E o S de los campos

existentes en la proximidad del individuo.

Las estimaciones de cálculo partiendo de las características de la fuente y de

otros condicionantes ambientales resultan engorrosas y, en ocasiones, poco

fiables, por lo que en la práctica se impone la realización de mediciones de

radiación con el instrumental adecuado.

Estos equipos constan de un aparato medidor y un conjunto de varias sondas

intercambiables que deben conectarse en cada caso según la frecuencia y la

componente del campo que se pretenda medir.

Por lo general estas sondas actúan a modo de antena y son sensibles sólo a

una de las componentes o del campo y la magnitud que indica el instrumento

es el módulo de la densidad de potencia de la radiación.

La utilización de equipos de medición apropiados permite cuantificar el nivel de

exposición y valorarlo por comparación con los valores límite. La evaluación del

riesgo exige conocer las magnitudes H (campo magnético), E (campo eléctrico)

o S (densidad de potencia de la onda) de los campos electromagnéticos

próximos a la persona. Como regla general se debe disponer de información

previa sobre las fuentes emisoras, para averiguar las frecuencias de emisión

del campo.

50

6.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FA CULTAD /

CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA

Este proyecto a se encuentra bajo las siguientes líneas de investigación:

- Universidad San Buenaventura: Sistemas de Comunicación y análisis

de señal.

- Sub -línea: Tecnologías actuales y sociedad.

- Campo: Comunicaciones.

6.2 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN

Basándonos en las consideraciones expresadas en la metodología,

utilizaremos para la recolección información de manuales, libros, catálogos e

información adquirida de Internet, de esta forma podremos comparar los

valores obtenidos en la toma de las mediciones con los instrumentos con los

rangos estandarizados en las normas previamente mencionadas.

Por otro lado, se realizará una encuesta que involucre los comentarios de la

comunidad frente al problema que consideran debe ser solucionado con la

investigación para así demostrar que los campos electromagnéticos que los

radia si son o no perjudiciales para la salud.

6.2.1 Medición con instrumentos

Dado que la investigación compromete la medición de las intensidades que

radian las señales de microondas propagadas por las antenas instaladas en la

estación de comunicación del barrio Modelia segunda etapa; se hizo necesario

previamente a la medición con los instrumentos electrónicos la inspección de

51

la zona en donde se encuentran instalados los equipo de comunicación, una

vez reconocida la zona después de haber identificado los apartamentos

directamente expuestos a la radiación se procederá a tomar las respectivas

mediciones de intensidad con equipos constan de un aparato medidor y un

conjunto de varias sondas intercambiables que deben conectarse en cada caso

según la frecuencia y la componente del campo que se pretenda medir.

6.2.2 Encuesta

Se elaboró una encuesta (Ver anexo A) con el fin de conocer la aceptación de

la sociedad del barrio Modelia segunda etapa con respecto a la estación de

comunicación instalada en la zona, el principal fin de esta encuesta es conocer

la opinión del público, tener en cuenta sus pensamientos quejas e

inconvenientes sufridos con las infraestructuras de comunicación, ante todo

determinar la aprobación o desaprobación de los equipos e infraestructuras que

se usan con esta tecnología.

6.3 POBLACIÓN Y MUESTRA

Locación: La población afectada será aquella que frecuentemente esté dentro

de la región geográfica a estudiar, no realizaremos estudios de investigación

médica sobre las posibles causas a patologías producidas por la exposición de

radiación a campos electromagnéticos sobre los lugares próximos a la

infraestructura instalada el objeto es la realización de una serie de mediciones

minuciosas en los lugares donde se sabe que hay alta densidad de población.

Encuesta: Esta encuesta se encuentra dirigida principalmente a las personas

que habitan el barrio Modelia segunda etapa, su objeto principal es el de

conocer las diferentes opiniones sean buenas o malas con respecto a la

instalación de la estación de comunicaciones en el barrio.

52

6.3.1 HIPÓTESIS

Esperamos determinar si las intensidades de las señales de RF y microondas

están dentro o no de las normas sobre salud publica, para esto

determinaremos lo pasos de la metodología de medición.

6.4 VARIABLES

6.4.1. Independientes

Frecuencia, densidad, intensidad : Dentro del análisis correspondiente para la

investigación de las mediciones de intensidades de las señales

electromagnéticas encontramos variables propias de las señales como la

frecuencia, la densidad y la intensidad, variables independientes que no

depende una de la otra, cada una de ellas puede variar por factores en el

comportamiento y funcionamiento de los equipos de comunicación, como

antenas, transmisores, guías de ondas etc.

Costos: Los costos intervienen y se manifiestan de manera paralela al

progreso y a la evolución del proyecto, puesto que sin los recursos económicos

no podría haber equipos de medición por ende no habría desarrollo de la

investigación.

6.4.2. Dependientes

Normativas: Las normativas son variables dependientes de organizaciones

plenamente reconocidas en todo el mundo; que hacen referencia a múltiples

normas y pruebas estipuladas a un área de investigación. Para que de esta

manera sea reconocida en cualquier parte del mundo.

53

7. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

7.1 COMPORTAMIENTO DE LAS VARIABLES PROPIAS DE LAS SEÑALES ELECTROMAGNÉTICAS Dado que el objeto de la investigación es medir los puntos en donde halla una

mayor exposición de ondas electromagnéticas y comprobar que los niveles de

intensidades estén dentro de los rangos permitidos por las diferentes

normativas adoptadas para nuestro país, se hizo necesario estudiar con

cálculos y pruebas de campo el comportamiento de las variables propias de las

señales electromagnéticas emitidas por las antenas de microondas, dichas

variables nos permite especular de manera practica y teórica la veracidad del

correcto o incorrecto funcionamiento de los equipos y elementos de

comunicación instalados en la estación de comunicaciones construida en el

barrio Modelia segunda etapa; concluyendo así con la elaboración de una

metodología de mediciones electromagnéticas que independiente del lugar en

donde sean tomadas demuestren con cifras reales el comportamiento de las

radiaciones electromagnéticas.

7.1.1 Cálculos reales de la estación de comunicacio nes modelia segunda etapa

A continuación se muestran algunas de las variables de las señales

electromagnéticas, calculadas con datos reales de la estación de

comunicaciones construida en el barrio modelia segunda etapa.

Longitud de onda del enlace

λC

f =

etrosmix

x

f

Clim90.51

1078.5

1039

8

===λ

54

Densidad de potencia

222 /378.0

10*417*28

*4*

mwdBmdBi

d

PtGAS ===

ππ

Como se puede observar la densidad de potencia (S) es mucho menor a límite

de radiación dada en Watt / metro² admitida, esto suponiendo que una persona

se encuentra a 10 metros como mínimo y en dirección a la línea de vista.

Fuerza de campo magnético

AproxZ Ω== 3771200 π

20 * HZS =

22

0

/031.0377

/378.0mw

mw

Z

SH =

Ω==

Fuerza de campo eléctrico

HZE *0=

mvmwE /68.11/031.0*377 2 =Ω= En las emisiones del espectro electromagnético hay radiaciones ionizantes y no

ionizantes, en este caso tenemos ondas no ionizantes, que corresponden a

todos los servicios de telecomunicaciones, los cuales no tienen efecto en la

salud humana.

Lo aceptado por la Comisión Internacional para la Protección de Radiación No

Ionizante, es de 0,4 nw/cm² y por la Comisión Federal de Comunicaciones de

Estados Unidos 1.0 mw/cm².

55

Los equipos del sistema para el proyecto de Acueducto de Bogotá que se

instalaran es de 0.1 mw/cm², los cuales están por debajo de los limites

permitidos la siguiente tabla muestra los limites operativos de exposición

laboral a radiofrecuencias y microondas.

Tabla 14: Límites operativos de exposición laboral a RF-MO

Densidad de potencia

equivalente a ondas planas

Intervalo de frecuencia

MHz

Campo electrico

V/m

Campo magnetico

A/m

W/m 2 mW/cm 2 0.1 – 1 87 0.23 *20 *2 >1 -10

87 t 21

0.23 t 21

*20 / f *2/f

>10 – 400 27.5 0.07 2 0.2 > 400 – 2000

1.375 t 21

0.0037 t 21

f/200 f/2000

> 2000 - 300000 61 0.16 10 1 Fuente: www.crt.gov

7.1.2. Tabla de resultados Los valores a presentarse en la siguiente tabla es la recopilación de los

resultados calculados con las fórmulas o ecuaciones previamente

mencionados, la tabla específica el tipo de variable, el valor obtenido del

cálculo y la unidad que le pertenece a cada una de ellas.

Tabla 15: Resultados de las mediciones

TABLA DE RESULTADOS DE VARIABLES PROPUESTAS Y CALCU LADAS Variable Resultado Unidad

Frecuencia a usar (f) 5.78 Ghz (Propuesta) Hz Longitud de onda ( λ ) 0.0519 (Calculada) Metros Ganancia de la antena (GA) 28 (Propuesta) dBi Potencia de transmisión (Pt) 17 (Propuesta) dBm Fuerza de campo eléctrico (E) 11.68 (Calculada) V/m Fuerza de campo magnético (H) 0.031 (Calculada) A/m Densidad de potencia (S) 0.378 (Calculada) W/m 2

56

7.1.3. Torre de comunicación

El siguiente gráfico es el esquema real de la torre instalada en la estación de

comunicación construida en el barrio Modelia segunda etapa, el gráfico

muestra la altura de la torre y la cantidad de antenas de microondas allí

colocadas.

Se usan enlaces de tipo 1+1 y esto hace que se eleve el numero de antenas,

teniendo encuenta que esta central recibe información de otras cinco

estaciones son necesarias 10 antenas para cumplir con las condiciones

propuestas por la empresa.

Figura 5: Torre de comunicación ubicada en el barrio Modelia.

57

7.1.4. Características técnicas de las antenas inst aladas en la torre de

comunicación .

Esta es una antena de panel plana construida especialmente para

transmisiones punto a punto y punto multipunto con usos terrestres para

microondas.

Esta diseñada con un peso ligero, fácil instalar; esta antena es ideal para la

ocultación en muchos ambientes arquitectónicos.

Figura 6: Antena SPD2-5.2, winncom technologies

Fuente: www.winncomtechnologies.com Tabla 16: Especificaciones electrónicas de la antena SPD2-5. 2 Frecuency

GHz Polarization

Ganin

dBi (Nominal) Beamwidth X-pol Rejection, dB

F/B Ratio dB

5.25 – 5.85 Single 28.0 4.5 30 38 Fuente: www.winncomtechnologies.com

58

Dimensiones de la antena Figura 7: Vistas antena SPD2-5.2

A B C D E 28.0 cm 0.5 cm 5.0 cm 10.0 cm 14.0 cm

Fuente: www.winncomtechnologies.com Figura 6: Parámetros de radiación de una antena a una frecuencia de 5.75 GHz

Fuente: www.andrew.com

59

7.2 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ENCUESTA

El principal fin de esta encuesta es conocer la ideología de la comunidad que

habita el barrio Modelia segunda etapa frente a la construcción de una estación

de comunicación que radia permanentemente a las personas ondas

electromagnéticas no ionizantes.

Una vez encuestadas un total de 15 personas (ver anexo A) se obtuvieron los

siguientes resultados:

• De las 15 personas encuestadas 12 dijeron que el barrio cambio con la

construcción de la estación de comunicaciones debido a que el predio

donde queda actualmente la estación era un botadero de basura y tenia

mala presencia.

• Una persona manifestó su preocupación su preocupación por las

antenas instaladas en la torre, puesto que piensa que la radicación

electromagnética puede afectar la salud de ella y la de su familia.

• Como resultado a la pregunta sobre los beneficios obtenidos en el

barrio después de la construcción de la estación de comunicaciones el

80% de las personas encuestadas contesto que ningún beneficio, el

resto de encuestados no sabe no responde.

• A la respuesta a sufrido problemas de salud debido a la construcción de

la estación de comunicaciones las personas contestaron, que sufren de

gripa, dolor de cabeza, nosotros llegamos a la conclusión que un gran

porcentaje de la comunidad piensa que radiaciones producen este tipo

de patologías.

• Por ultimo el 95% de las personas encuestadas no conocen ningún

estudio que pretenda determinar el cumplimiento de las reglas sobre los

60

límites de radiación y tampoco confían plenamente de los resultados

obtenidos de dichos estudios.

7.3 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE LA ESTACIÓN DE

COMUNICACIONES DEL BARRIO MODELIA SEGUNDA ETAPA.

• Las antenas instaladas establecen una transmisión de ondas

electromagnéticas desde un origen a varios destinos.

• La forma y la potencia en que se transmite la señal están determinadas

por el patrón de radiación de la antena.

• Los patrones de radiación están dirigidos hacia la parte frontal de la

antena y en ningún momento se afectan las residencias vecinas.

• De igual forma, la potencia radiada, se atenúa considerablemente al

aumentar la distancia entre el sitio medido y la antena.

• Los enlaces de microondas a mayor frecuencia son más directivos es

decir que el haz de propagación es más delgado y no hay posibilidades

de radiación a las personas.

• Adicionalmente las antenas de microondas son diseñadas para que

tengan una relación que se llama front-to-back que evita que la

propagación se desvíe hacia atrás de la antena y sea lo más puntual

posible

61

8. DESARROLLO INGENIERIL

La presente metodología describe los procedimientos de medida de

radiaciones no ionizantes en el margen de frecuencia entre 3GHz y 300 GHz.

8.1 PASO PREVIO A LAS MEDICIONES

El objetivo de la metodología es el de medir, en cualquier estación de

comunicaciones que trabaje con frecuencias del orden de 3 GHz y 300 GHz,

los puntos de mayor exposición radioeléctrica, determinando el cumplimiento o

incumplimiento de las normativas adoptadas en nuestro país, con respecto a

los límites máximos de exposición a campos electromagnéticos radiados por

dichas estaciones.

Para realizar dicho estudio previamente se debe reunir información sobre el

entorno del lugar en donde está construida la estación de comunicaciones, toda

información que se pueda recopilar en la zona de ubicación que ayude al

ingeniero o técnico encargado de elaborar el estudio el determinar los puntos

de mayor exposición radioeléctrica.

8.1.1. Factores de entorno de las estaciones

Ubicar las zonas próximas a estaciones de comunicaciones emisoras de

ondas electromagnéticas donde el público en general tenga fácil acceso.

Identificar los lugares residenciales que estén ubicadas a distancias

cortas desde las antenas radiantes, particularmente en la dirección de

máxima radiación de éstas.

Tener en cuenta edificios u otros obstáculos que impidan o alteren los

resultados de la toma de mediciones debido a reflexiones de las ondas

electromagnéticas.

62

8.1.2. Factores radioeléctricos

Conocer las características técnicas del tipo de servicio a evaluar,

características generales de la señal radiada (transmisión, polarización

de la señal, potencia emitida,). Altura, orientación, dimensiones y

directividad de las antenas.

Verificar la no existencia de fuentes de señales radioeléctricas cercanas

a los lugares de toma de mediciones.

Debe tener en cuenta que el equipo de medida sea el más adecuado, en

función del tipo de medida que vaya a realizarse.

8.2 TOMA DE MEDICIONES

El proceso de la toma de mediciones se dividió en tres pasos, escogiendo el

más adecuado tal como se explica a continuación.

El objetivo principal es tomar las mediciones pertinentes de una forma sencilla

rápida y confiable.

8.2.1. Primer paso de medición: vista rápida del en torno radioeléctrico

Este paso se empleará cuando se necesite el nivel total de radiación no

ionizante para cualquiera de las estaciones a evaluar con esta metodología.

Como equipo de medida se utilizan sondas isotrópicas.

Como una condición no se debe aplicar la medición cuando:

La estación de comunicaciones está en la zona de campo cercano.

Se necesite conocer el nivel de radiación no ionizante por frecuencia.

63

8.2.2. Segundo paso de medición: Medida selectiva e n frecuencia

Este paso se empleará cuando se necesite conocer el nivel de radiación no

ionizante por frecuencia de una estación de comunicación.

Para realizar las medidas se emplearán instrumentos de medición precisos

como analizadores de espectro, osciloscopios que cubran las bandas de

frecuencia en las que trabajen los equipos de transmisión, además será

necesario el uso de antenas y cables calibrados.

Para esta medición los resultados obtenidos serán más precisos que los

anteriores.

Como una condición no se aplica la medición cuando:

Se necesite medir en campo cercano.

Los valores obtenidos exceden del nivel de referencia.

La tasa total de exposición excede los límites expresados

8.2.3. Tercer paso de medición: Investigación detal lada

Es el paso de medida más complejo que proporciona la mayor exactitud. Se

utiliza para aquellas ocasiones donde falló o no se pudieron emplear los pasos

anteriores.

8.3 PASO UNO: VISTA RÁPIDA DEL ENTORNO ELECTROMAGNÉ TICO

Este procedimiento es el menos preciso pero el más rápido para validar la

normativa para las estaciones de comunicaciones.

64

8.3.1. Equipos a utilizar en la medición

Se usan para la toma de las mediciones sondas isotrópicas. Este tipo de

equipos están formados por un sensor electromagnético donde se capta la

señal.

Estos equipos constan de un aparato medidor y un conjunto de varias sondas

intercambiables que deben conectarse en cada caso según la frecuencia y la

componente del campo que se pretenda medir.

Por lo general estas sondas actúan a modo de antena y son sensibles sólo a

una de las componentes E ó H del campo y la magnitud que indica el

instrumento es el módulo de la densidad de potencia S de la radiación.

Cuando sea preciso, la transformación de E ó H a densidad de potencia S, o

viceversa, puede realizarse fácilmente a partir de las siguientes expresiones:

SE *120π=

π120

SH =

Figura 7: Sondas de campos electromagnéticos.

Fuente: www.narda-sts.com

La siguiente tabla muestra las características técnicas de las sondas

mencionadas en la figura 8.

65

Tabla 17: Equipo medidor portátil de RF-MO con sondas isotrópicas sensi bles a campos Magnéticos o eléctricos

Sobre carga

Sondas

vistas en

la figura

Campo

Banda de

funcionamiento

MHZ

Lecturas en

instrumentos

(fondos escala)

m W/cm2

Continua

m W/cm2

Pico

m W/cm2

1 H 0.3 – 10 2 - 20 - 200 600 600

2 H 10 – 300 2 – 10 – 100 300 300

3 E 0.3 - 1000 2 – 200 – 200 600 600

4 E 300 - 40000 1 – 10 - 1000 1000 300

Fuente 16: www.narda-sts.com

8.3.2. Calibración del equipo

Antes de comenzar con las toma de mediciones es necesario calibrar las

sondas para lo cual deberá consultar con las instrucciones del fabricante.

8.3.3. Procedimiento de medida

Las mediciones deben ser representativas, la duración normalmente debe ser

superior a 6 minutos para altas frecuencias, para bajas frecuencias se deben

medir los valores de E y H por separado, mientras que para altas frecuencias,

generalmente es suficiente con la obtención de un único parámetro asociado,

la densidad de potencia (S), expresada en W/m2.

Recorrer con la sonda el entorno de la estación accesible al público, tomando

medidas instantáneas con el fin de identificar los puntos de máxima de

exposición, variando la altura relativa de la sonda respecto del suelo entre 0 y 2

metros, estimando los más significativos para realizar las medidas.

Una vez identificados los puntos de máxima exposición, se realizará la medida,

evitando que la presencia de la persona que realiza la medición afecte al

66

resultado. Se debe utilizar un trípode y programar el equipo para tomar las

muestras durante un período mínimo de 6 minutos.

Los valores obtenidos se deben comparar con los niveles reglamentados y

estandarizados para nuestro país.

Una vez obtenido el valor final de la medida con los equipos previamente

establecidos, pueden suceder según investigaciones teóricas realizadas los

siguientes tres casos:

1. Si el nivel total de exposición electromagnética obtenido está por encima de

los niveles estandarizados para nuestro país, debe realizarse una segunda

toma de medición pasando al segundo paso de medición.

2. Si el nivel total de exposición electromagnética obtenido está por debajo de

los niveles estandarizados para el primer paso de medición se debe

considerar que el sistema radioeléctrico o la zona en estudio están

adaptados a las exigencias del reglamento para nuestro país.

3. Existen estaciones de comunicaciones donde el nivel medido estará por

debajo de la sensibilidad del equipo, en este caso, evidentemente, se puede

validar la estación emisora de ondas electromagnéticas, pero si se necesita

un nivel medido exacto deberá nuevamente hacer la medición aplicando el

paso 2.

La siguiente figura muestra para cada uno de los 3 casos los niveles de

referencia a obtener.

67

Figura 8: Niveles de referencia paso 1

8.4. SEGUNDA PASO: MEDIDA SELECTIVA EN FRECUENCIA

El segundo paso hace referencia a la toma de mediciones de exposición

electromagnética por frecuencia, de este paso se obtienen mediciones más

precisas puesto que los instrumentos de medición son más confiables y

exactos, este paso sólo se aplica en estaciones de comunicación que cumplan

o estén situados en una región de campo lejano.

8.4.1. Equipos de medida

Se utilizan analizadores de espectro u osciloscopio. Como equipos auxiliares

se emplean antenas y cables cuyas características eléctricas deben ser

conocidas: ganancia o factor de antena, impedancia, polarización.

68

8.4.2. Procedimiento de medida Primeramente se debe configurar el equipo en función de la medida a realizar.

Para ello la persona que esté realizando las mediciones deberá evaluar el tipo

de señal radiada, potencia emitida, posición respecto de los sistemas radiantes;

además debe tener en cuenta las especificaciones técnicas de los equipos de

medición según las instrucciones del fabricante.

Una vez conectado el equipo de medida a la antena a través del cable, se

deben identificar los puntos de medida, que serán donde se reciba mayor

señal. Para ello se recurre nuevamente a lo explicado en el paso uno.

En cada nivel obtenido se debe calcular el nivel de campo eléctrico E con

ayuda de la siguiente expresión, que en unidades logarítmicas es:

E dB(v/m) = N + FA + AT

Siendo:

N: Nivel leído en el receptor en (dBv), realizando las conversiones oportunas si fuera necesario.

FA: Factor de antena. AT: Atenuación del cable.

Una vez obtenido el valor final de la medida con los equipos previamente

establecidos, pueden suceder según investigaciones teóricas realizadas los

siguientes tres casos:

1. El nivel leído de una o varias componentes supera el nivel de referencia

reglamentado para nuestro país.

69

Figura 9: Nivel de referencia paso 2

2. Todas las componentes espectrales están por debajo de los dos niveles

de referencia. En este caso se debe asegurar el cumplimiento de

exposición a fuentes con múltiples frecuencias.

Figura10: Niveles de referencia múltiples frecuencias paso 2

70

Todas las componentes espectrales están por debajo del nivel de referencia

a menos 40dB. Para este caso la estación o sistema radioeléctrico es

válido.

Figura 12: Niveles de referencia componentes espectrales

8.5. TERCER PASO: INVESTIGACIÓN DETALLADA Para este paso se incluyen las medidas que por sus especiales características

necesitan ser analizadas de manera singular.

8.5.1. Equipos de medida y procedimiento de medida

Los equipos de medida y procedimientos de medida serán iguales a los

utilizados en el paso dos y en algunos casos los del paso uno. Todo lo dicho

anteriormente respecto a ajustes y calibraciones iniciales, modos de operación,

y resultados válidos para este paso.

71

8.6 PLANOS

Los planos que a continuación se muestra son los pertenecientes a la zona en

donde se encuentra construida la estación de comunicaciones perteneciente a

la empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.

8.6.1. Plano barrió modelia Segunda etapa Figura 13: Plano modelia segunda etapa.

72

8.6.2. Vista lateral torre estacion barrio modelia segunda etapa

Figura 14: Vista lateral estación de comunicaciones barrio model ia segunda etapa

73

9. CONCLUSIONES

• Los valores de intensidad de campo electrico y magnetico asi como de

densidad de potencia estan claramente demtro de los rangos aprobados

por las organizaciones internacionales.

• Este proyecto fue desarrollado para dejar un precedente respecto al

proceso para realizar mediciones de intensidad de señales

electromagnéticas, en estaciones de comunicaciones teniendo encuenta

lo acogido por la comisión reguladora de telecomunicaciones, donde se

toma como punto de partida normas internacionales de la UIT UNIÓN

INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES norma TK 52 y

ICINRP INTERNACIONAL COMISION ON NON IONIZING RADIATION

PROTECTION.

• Que existe una evidente preocupación social por los efectos de los

Campos Electromagnéticos sobre la salud pública, debida en parte al

rápido crecimiento de las tecnologías, la falta de información rigurosa y

por una percepción muchas veces distorsionada del riesgo.

• El constante crecimiento de instalación de torres de comunicaciones en

las áreas residenciales nos llevo a diseñar esta metodología de medición

y así comprobar que se están cumpliendo las normas de contaminación

electromagnética sobre salud pública.

• Realizando el diseño de esta metodología se determino que los cálculos

se deben efectuar con las especificaciones técnicas de las antenas,

tomando condiciones de campo máximo cercano a la población ubicada

a los alrededor de las estaciones.

• Podemos concluir que actualmente las estaciones de comunicaciones y

sus antenas ubicadas en el barrio modelia no afectan a la población,

pues se observo al realizar los cálculos como densidad de potencia (S)

que el resultado esta por debajo de los limites de radiación admitida por

las normas.

74

De acuerdo con las conclusiones anteriores, en este proyecto se determina

que, a los valores de potencias de emisión actuales, a las distancias

calculadas en función de los criterios de la normas internacionales y sobre

la base de las evidencias científicas disponibles, las antenas de utilizadas

en la estación de comunicaciones de la empresa de Acueducto y

Alcantarillado de Bogota no p representan un peligro para la salud pública.

75

10. RECOMENDACIONES

Teniendo en cuenta la metodología diseñada en este trabajo se determino:

Debe tenerse presente el entorno al sitio donde se realizaran las

mediciones puesto que factores ajenos a la estación de comunicaciones

pueden estar generando campos electromagnéticos. Ejemplo. Líneas de

alta tensión.

Se recomienda realizar la calibración de las sondas en ambientes libres de

radiación.

Se aconseja realizar los cálculos en condiciones de campo máximo cercano

a las que puedan estar expuesta el público.

Se debe conocer con exactitud las especificaciones técnicas de las antenas

a instalar junto con las frecuencias que se utilizaran y así los cálculos

arrojen los resultados de satisfacción.

Estas recomendaciones están basadas en las condiciones necesarias que

se deben tener encuenta para aplicar la metodología para la medición de

las intensidades de señales electromagnéticas y verificar si cumplen con

las normas sobre salud publica.

76

BIBLIOGRAFÍA

F. KIP Arthur, “Fundamentos de electricidad y magnetismo” McGraw-Hill,

1980 España, 407 p.

IEEE Std C95.1-1991 – 1999 Edition. IEEE Standard for Safety Level

With Respect to Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic

Fields, 3kHz to 300GHz. Institute of Electrical and Electronics Engineers,

Inc. New York,1992.

KRAUS D John. ”Electromagnetismo” Mc Graw Hjlf, 1986 Méxjco

D.F,852 p.

ICNIRP. “GENERAL APPROACH TO PROTECTION AGAINST NON-

IONIZING

RADIATION”. Health Physics Society. 2002.

Sadiku. N. O. Matthew, “Elementos de electromagnetismo” Continental,

segunda 2002 México, 825 p.

BIBLIOGRAFÍA WEB

http://www.aciem.org

http://www.crt.gov.co

http://www.inicia.es/espectro.com

http://www.mcw.edu

http://www.monografias.com

http://es.wikipedia.org

77

ANEXOS

A. Encuesta ENCUESTA HABITANTES DEL CONJUNTO MODELIA SEGUNDA E TAPA

1. ¿Usted, vive en este barrio desde antes de la construcción de la

estación de comunicaciones?

SI __ NO __

2. ¿Qué cambió en el barrio después de esta construcción?

3. ¿Estos cambios beneficiaron al barrio? SI __ NO __ ¿Por qué?

4. ¿Ha sufrido problemas de salud últimamente? SI __ NO __ ¿Están

relacionados con la construcción de la estación de comunicaciones?

SI __ NO__

¿Qué tipo de problemas?_____________________________________

5. ¿Qué tipos de contaminación están afectando al barrio?

a. Contaminación Ambiental ___

b. Contaminación Visual ___

c. Contaminación Auditiva ___

6. ¿Conoce usted algunos estudios realizados sobre la contaminación

electromagnética? Si __ NO__ ¿Cuál? __________________________

7. ¿Qué porcentaje de credibilidad le daría usted a un estudio sobre

contaminación Electromagnética?

a. 25% __

b. 50% __

78

ANEXO

B. Fotografías torre estación de comunicaciones EAAB b arrio Modelia

Vista frontal conjunto modelia segunda etapa.

Vista del conjunto modelia segunda etapa de estació n de comunicaciones

79

Torre estación de comunicaciones Empresa Acueducto Alcantarillado Bogotá

Vista conjunto Modelia segunda etapa al fondo torre de comunicaciones

80

Vista lateral de torre y conjunto Modelia segunda e tapa

Vista de la torre con respecto al último bloque de apartamentos conjunto

Modelia segunda etapa

81

ANEXO

D. Criterios de ICNIRP para el establecimiento de Factores de Seguridad en sus Restricciones Básicas.

A partir de una revisión exhaustiva de la evidencia científica disponible, el

comité ICNIRP llegó a establecer, para los distintos rangos de frecuencia

del espectro no ionizante, los niveles mínimos de exposición por encima de

los cuales cabría esperar efectos adversos para la salud. Una vez

determinados estos valores, se llegó a la conclusión de que niveles 50

veces más bajos (2%) que los citados mínimos eran capaces de garantizar

un grado suficiente de seguridad en caso de exposiciones del público

general. Estos valores fueron los establecidos por ICNIRP y CMSUE como

Restricciones Básicas recomendadas para las exposiciones a las

respectivas frecuencias.

Un ejemplo que ilustra con claridad el criterio del 2% como factor de

seguridad lo constituyen las restricciones ante efectos térmicos de las

exposiciones a CEM RF. La evidencia experimental indica que exposiciones

de 30 minutos a CEM con SAR de aproximadamente 4 W/kg de tejido

expuesto, pueden provocar en humanos en reposo incrementos de

temperatura iguales o inferiores a 1 oC. Diversos estudios experimentales

han mostrado indicios de la existencia de un umbral, a los mismos niveles

de SAR, para respuestas conductuales en mamíferos de laboratorio. Se

asume, entonces, que la exposición a SAR más intensos podría superar la

capacidad termorreguladora de algunos sujetos y provocar niveles nocivos

de hipertermia. Tomando estos datos como base, ICNIRP y CMSUE

establecieron un SAR de 4W/kg como el umbral de nocividad para una

exposición, y el 2% de ese umbral (0,08 W/kg) fue designado como valor

máximo de SAR, por encima del cual la exposición del público está

desaconsejada.

82