Medición de Campos Electromagnéticos en Cali, Colombia

7/25/2019 Medicin de Campos Electromagnticos en Cali, Colombia

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Medicin de Campos Electromagnticos en la Ciudad de Cali, Colombia Aponte

Medicin de Campos Electromagnticos en la Ciudad deCali, ColombiaGuillermo Aponte(1), Adolfo Escobar(1), Carlos R. Pinedo(1)y Gisela Arizabaleta(2)

(1) Universidad del Valle. Escuela de Ingeniera Elctrica y Electrnica, Ciudad UniversitariaMelndez, Calle 13 No. 100-00. CaliColombia (e-mail: [email protected])(2) Departamento Administrativo de Gestin del Medio Ambiente DAGMA, Av. 5AN No. 20N-08,Edif. Fuente de Versalles Piso 10. CaliColombia (e-mail: [email protected])

ResumenEn este artculo se presenta una metodologa de medicin del campo electromagntico producido porinstalaciones de radio y telecomunicaciones y se presentan los resultados obtenidos en la evaluacinde 50 sitios en la ciudad de Cali-Colombia. Este trabajo se origin por la preocupacin pblicacausada por la proliferacin de estaciones base de telefona celular en el mbito urbano y por lostemores acerca de los posibles efectos nocivos de los campos electromagnticos en la salud. Laevaluacin de los sitios se realiz con el propsito de conocer y cuantificar los niveles de campoelectromagntico existentes en el medio ambiente de la ciudad. En general, los valores encontradosfueron inferiores al 0.5% del lmite establecido por la Comisin Internacional para la Proteccin de lasRadiaciones No Ionizantes, ICNIRP (0.2 mW/cm2). Sin embargo, en dos casos los nivelesencontrados superaron dicho lmite.

Palabras clave: campo electromagntico, estaciones base, telefona celular, medicin

Electromagnetic Field Measurement in the City of Cali,Colombia

Abstrac t

This paper shows a measurement methodology of the electromagnetic field produced by radio andtelecommunications installations and presents results obtained in the evaluation of 50 measurementsites in the city of Cali in Colombia. This work was done because peoples concern about proliferationof radio base stations in urban areas, and their fear about the possible dangerous effects of theelectromagnetic fields on human health. The evaluation was carried out to determine and quantify thelevels of electromagnetic field that exist in the environment of the city. In general, the values foundwere lower than 0.5% of the limit established by the International Commission for Non-IonizingRadiation Protection, ICNIRP (0.2 mW/cm2). However, in two sites the measured values exceededthis limit.

Keywords: electromagnetic field, base station, mobile phone, measurement.

Informacin TecnolgicaVol 18(3), 39-47 (2007)

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INTRODUCCINPara satisfacer las necesidades de sus usuarios, los operadores de los sistemas de comunicacionesutilizan las ondas electromagnticas, e instalan una tupida red de estaciones base, logrando as unabuena cobertura, que posibilita comunicarse prcticamente desde cualquier lugar. La proliferacin deestas estaciones base en el mbito urbano ha despertado gran preocupacin en la sociedad por losposibles riesgos adversos para la salud debidos a los campos electromagnticos de alta frecuenciagenerados por los sistemas de AM, FM, microondas, telefona fija inalmbrica y telefona celular(Cruz, 2005); siendo este es un tema de actualidad sobre el cual se ha creado mucha especulacin.

Sobre este tema se encendi una luz de alerta a la que acuden presurosos tanto los organismosgubernamentales como los propietarias de las instalaciones, las organizaciones de vecinos,ecologistas, etc., con un gran inters de hacer claridad sobre los riesgos, niveles permitidos,procedimientos de evaluacin (Bruni, et al., 2003; Giuliani, 2003) y verificacin de las emisioneselectromagnticas (Galvao et al., 2001). El organismo encargado del Medio Ambiente de la Ciudadde Cali (DAGMA) y la Universidad del Valle, desarrollaron un proyecto para conocer los valoresmximos de los campos electromagnticos de alta frecuencia a los cuales estn diariamenteexpuestos las personas en la ciudad y verificar si estos valores pueden o no considerarse comoaceptables.

En este proyecto, se efectuaron mediciones en 50 puntos distribuidos en distintas zonas de laciudad, con el propsito de conocer y cuantificar los niveles de inmisin de campo electromagnticoexistentes. El trabajo se desarroll con rigurosidad metodolgica, implementando procedimientos demedicin de acuerdo a recomendaciones y normas internacionales (CNC, 2003; IEEE, 2002).

LOS CAMPOS ELECTROMAGNTICOS

Las ondas electromagnticas se componen simultneamente como su nombre lo indica, de uncampo elctrico y un campo magntico (Fig. 1).

Fig. 1: Propagacin de ondas en comunicaciones

La intensidad de los campos alrededor de una fuente de radiacin depende estrechamente de lapotencia radiada y de la distancia a la fuente. De acuerdo con las propiedades dielctricas de losobjetos, la energa de la onda es reflejada, refractada, difractada, dispersada y absorbida por talesobjetos (Portela et al., 1998). Por su velocidad de cambio o frecuencia, las ondas pueden clasificarsedentro de un espectro electromagntico que va desde frecuencias extremadamente bajas, donde

estn los sistemas elctricos, hasta las muy altas correspondientes a la radiacin csmica y los rayosgama (Fig. 2). Por los fenmenos fsicos que pueden ocasionar las radiaciones, el espectro seencuentra dividido en dos regiones: la de radiaciones no-ionizantes y la de radiaciones ionizantes(para frecuencias a partir de 1015Hz.) En la primera regin los efectos de la energa asociada a laradiacin son demasiado dbiles para romper los enlaces que mantienen unidas las molculas de lasclulas, mientras que en la segunda se produce ionizacin en la materia, es decir, la energaasociada puede romper los enlaces de las molculas.

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Radiacinno ionizante

Radio AM TV

Luz visible

Infrarrojo

Rayos X

Torre Antena Celular Horno Luz Central nuclear

Radar

10 km m cm

Radiacinionizante

U.V.

Fig. 2: Espectro electromagntico

Una parte del espectro es denominada radiofrecuencia y est conformada por ondas con frecuencias

entre 3 kHz y 300 GHz, estando all los sistemas de comunicacin de radio AM y FM, televisin,telefona inalmbrica, telefona celular, comunicacin personal, radioaficionados, radio enlaces ymicroondas (Gonzlez, 1999).

POSIBLES EFECTOS DE LOS CAMPOS

La vida en la tierra est sustentada por parmetros ambientales muy bien definidos como son:concentracin de oxgeno, presin atmosfrica, temperatura, vapor de agua, luz. Estos debenmantenerse dentro de ciertos "lmites normales", dado que ante pequeas desviaciones el organismoresponde fisiolgicamente.

Existen otros factores no detectables por el organismo, como el campo magntico terrestre, que

pueden tambin influir en los organismos, esto se evidencia en la existencia de algunos "biociclos"asociados con las variaciones del campo. Los campos naturales son perfectamente tolerables, dadoque la evolucin de todos los seres, incluido el hombre, se produjo en su presencia. Existen tambincampos artificiales o generados por el hombre, que suelen tener intensidades superiores a las de losnaturales y ante los cuales ya no es dable esperar la misma adaptabilidad de los organismos,agravado por el hecho de que los animales de orden superior no tienen modo de detectarlos.

Por falta de evidencias no puede deducirse que los seres no son afectados, por el contrario podraafirmarse que existen efectos, lo importante es determinar si los mismos pueden ser beneficiosos,nocivos o inocuos. Entre los factores que influyen para que una persona pueda soportar ciertacantidad de radiacin electromagntica sin efectos perjudiciales, estn la temperatura y humedad delambiente, la cantidad de potencia ya absorbida en exposiciones anteriores, la sensibilidad y el

estado de salud general (lvarez et al., 2000). En cada caso debe tenerse en cuenta que loimportante es el nivel de campo que llega y el grado de absorcin del mismo, lo cual es difcil deprever dado que las configuraciones de los seres vivos son sumamente complejas y diferentes.

El efecto de la radiacin en el interior de un tejido vivo, depende de la frecuencia de la onda, suintensidad y polarizacin; del tamao, forma y propiedades elctricas del elemento expuesto; de lapresencia o ausencia de otros elementos en la vecindad capaces de reflejar seal y finalmente, de laposicin relativa o contacto con el plano de tierra (lvarez et al., 2001).



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La relacin entre los campos electromagnticos y la aparicin de efectos directos como el cncer, hasido y sigue siendo, materia de muchos estudios serios. Esos estudios, en muchos casos, contienenposibles "factores de confusin", ya que no garantizan el total control de otras variables como estadosocioeconmico, tipo de vivienda y alimentacin, diferencia entre zonas urbanas y rurales, movilidadfamiliar, presencia de agentes qumicos y factores genticos, que pueden tener influencia en lasconclusiones (MSC, 1999).

METODOLOGA DE MEDICIN

Para la medicin del campo electromagntico se deben tener en cuenta algunos factores importantescomo: caractersticas del sitio, distancia a la fuente de radiacin, las variables a medir, las unidadesde medida, el tipo de medicin; adems, se debe estar familiarizado con las normas relacionadas con

este tipo de mediciones. Igualmente se deben conocer los lmites de exposicin permitidos, contarcon los instrumentos de medicin requeridos y conocer el patrn de radiacin de la fuente (Fig. 3).

Un campo electromagntico cuenta con dos componentes, una elctrica y otra magntica, el campoelctrico se mide habitualmente en voltios por metro (V/m) y el magntico en amperios por metro(A/m.) La densidad de potencia, que es la combinacin de los dos componentes, se mide enmiliwatios por centmetro cuadrado (mW/cm2), siendo esta ltima mucho ms til cuando el lugar demedida est muy lejos de la fuente emisora, zona que se conoce como de campo lejano. En campolejano, el campo elctrico E y el magntico H, se encuentran relacionados de manera conocida (E =Z x H), por lo que conociendo una de estas magnitudes, queda definida la otra y, por tanto, ladensidad de potencia. En la zona de campo cercano (zona cercana a la fuente) se hace necesaria lamedicin de ambas componentes de campo para poder caracterizarlo completamente.

Medicin de emisin

Medicin del valor promedio de la intensidad de campo elctrico o magntico debidos a una fuentede radiofrecuencia determinada, la cual opera a una frecuencia especfica. Para ello se utilizanequipos de medicin en banda angosta.

Medicin de inmisin

Medicin del campo electromagntico producto del aporte de mltiples fuentes de radiofrecuencia,que operan a distintas frecuencias. En este tipo de mediciones se utilizan equipos de banda ancha.Para evaluar la exposicin poblacional se realiza la medicin de inmisin, ya que las personas estnexpuestas simultneamente a muchas fuentes de radiacin. En el proyecto se emple un medidor deinmisin de campo electromagntico isotrpico, modelo EMR300 de la marca NARDA (Fig. 4). Estemedidor utiliza diferentes sondas de medicin, dependiendo de si se desea medir el campo elctricoo el magntico y de la banda de frecuencia en la que se desea realizar la medicin. Para hacer lamedicin, previamente se debe recorrer el sitio con el objetivo de reconocer el tipo de instalacin ydeterminar los puntos de mayor inters para medir. Los aspectos a tener en cuenta durante estereconocimiento son los siguientes:

Primero, identificar las zonas accesibles para el pblico en general, prximas a la antena radiantems cercana. Luego, verificar si existen lugares de residencia habitual, a distancias cortas de lasantenas radiantes, especialmente en la direccin de mxima radiacin. Despus de esto, observar sise encuentran edificios u otros obstculos, estimando de qu manera su presencia puede afectar alproceso de medida, fundamentalmente debido a reflexiones; comprobar si existen escuelas,hospitales, parques pblicos, etc., situados en lugares prximos a las estaciones base. Por ltimo,identificar las fuentes de seal radioelctrica en las inmediaciones del entorno de medida y suposible incidencia en la medicin.

Las mediciones deben considerar las cuatro direcciones ortogonales a partir de la estacin base(perfiles), como se observa en la Fig. 5 y distancias de aproximadamente 2, 12, 50 y 100 metrosdesde el soporte de la estacin base. El medidor debe estar a una altura de 1.8 metros sobre elsuelo y se debe dejar midiendo por un perodo de 6 minutos.



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Fig. 3: Perfil tpico del campo emitido por unaestacin base de telefona celular

Fig. 4: Medidor de banda ancha

Los anteriores requerimientos se pueden cumplir cuando se mide un sistema que radia de maneraomnidireccional y situado en campo despejado, como es el caso de las emisoras de radio AM,generalmente ubicadas en las afueras de la ciudad. Cuando se realizan mediciones dentro de la

ciudad, por ejemplo sobre estaciones de telefona celular y de radio FM, las distancias y la direccinde los puntos de medicin estn condicionadas por la ubicacin del sistema (direcciones en que estradiando) y por los lugares expuestos a radiacin. Se puede tambin realizar mediciones a alturasdiferentes a 1.8 metros, tal es el caso de las escuelas, donde 1 metro puede ser un valor acorde conla altura promedio de los nios.

Durante el proyecto se efectuaron mediciones en 50 sitios distribuidos en distintas zonas de la ciudadde Cali (Fig. 6), con el propsito de conocer y cuantificar los niveles de inmisin de campoelectromagntico en estos puntos, para tener una muestra representativa de los niveles de campoelectromagntico existentes en la ciudad. Los 50 sitios se escogieron, de un listado de 200 lugares,entregado por la Personera Municipal de la ciudad, donde a finales del ao 2004 se encontrabanestaciones base de telecomunicaciones.

En la Tabla 1 se describen los sitios en donde se realizaron las mediciones. Algunos de ellos eran deinters especial, ya que se encontraban dentro o cerca de escuelas, hospitales o lugaresrepresentativos de la ciudad. La Tabla 2 muestra una distribucin del nmero de sistemas medidosde acuerdo a su tipo y cantidad.

REGULACIONES

De acuerdo con la literatura cientfica, no hay hasta el momento estudios que permitan tenercompleta certeza sobre si los campos electromagnticos tienen o no efectos sobre la salud humana,sin embargo, existen recomendaciones internacionales acerca de los lmites de exposicin a estoscampos para las personas (IEEE, 1999; UIT, 1998).

Recomendacin del ICNIRP

Las pautas dadas por la Comisin Internacional para la Proteccin de las Radiaciones No Ionizantes(ICNIRP, 1998), una organizacin cientfica independiente y reconocida en el mbito mundial, paralimitar la exposicin a campos electromagnticos, contemplan dos tipos de exposicin: la ocupacionaly la del pblico en general.



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Estacinbase

100 m100 m

100 m100 m

Fig. 5: Perfiles de medicin Fig. 6: Puntos de medicin

Tabla 1. Descripcin de los sitios de medicin

Lugar Cantidad Porcentaje

Campo despejado 2 4 %

Azotea 7 14 %

De inters especial 12 24 %

Calle 29 58 %

Tabla 2. Descripcin de los sistemas medidos

Sistema medido Cantidad Porcentaje

Radio AM 1 2 %

Mltiples 1 2 %

Radio FM 2 4 %

Radio taxis 2 4 %

Fija inalmbrica (FI) 9 18 %

Celular y FI 10 20 %

Celular 25 50 %

La exposicin ocupacional consiste en la que reciben, bajo condiciones conocidas y por periodoscortos, adultos que han sido entrenados al respecto, que conocen bien el riesgo potencial y sabentomar las precauciones apropiadas. En contraste, la exposicin poblacional es la ocasionada sobregrupos de individuos de todas las edades y estados de salud, que no tienen conocimiento de su

exposicin, la cual ocurre de manera continua.Normativa Colombiana

El decreto colombiano (MINCOM, 2005), defini los lmites (Tabla 3) de exposicin de las personasa campos electromagnticos en Colombia.

Los lmites adoptados en este decreto, se basaron en las recomendaciones del ICNIRP. En la Fig. 7se presentan los valores lmites de densidad de potencia, establecidos en el decreto reglamentario.



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0.1

1

10

100

0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 10000

0

Frecuencia (MHz)

Dens.

dePotencia(mW/cm

2) Poblacional

Ocupacional

Fig. 7: Lmites para densidad de potencia

RESULTADOS DE LAS MEDICIONES

En la Fig. 8 se presenta un ejemplo de la grfica de variacin de la densidad de potencia (mW/cm 2)en funcin del tiempo, obtenida para un punto en particular y la Fig. 9 muestra los valores mximos ypromedios en todos los puntos, de uno de los 50 sitios de medicin. Los valores registrados de las

mediciones efectuadas, se compararon contra el nivel ms bajo de densidad de potencia (0.2mW/cm2), indicado en el Decreto Colombiano. La Fig. 10 muestra los valores obtenidos en los 50sitios y su porcentaje con respecto al valor ms bajo.

En 24 de los 50 sitios, se encontr que los valores medidos estaban entre el 0.1 y el 0.5% del nivelde referencia de 0.2 mW/cm2. Por otro lado, se encontr que en dos de los 50 sitios medidos, losniveles de campo electromagntico superaron dicho nivel. Un sitio corresponda a un sistema detelefona celular y el otro a un sistema de radio AM. La Fig. 11 muestra los valores encontrados en 25estaciones base de telefona celular medidas y su relacin con el valor de referencia. Solamente seencontr un sitio donde los valores fueron superiores al lmite de 0,2 mW/cm 2.

Tabla 3: Lmites de exposicin en Colombia

Tipo deexposicin

Frecuencia

(MHz)Campo elctrico

rms (V/m)Campo magntico

rms (A/m)Densidad de

potencia (W/m2)

0.009-0.065 610 24,4 -

0.065 1 610 1,6 / f -

1 10 610 / f 1,6 / f -

10 400 61 0,16 10

400 2000 3 f 1/2 0,008 f1/2 f / 40

Ocupacional

2000-300000 137 0,36 50

0.009 0.15 87 5 -0.15 1 87 0,73 / f1/2 -

1 10 87 / f1/2 0,73 / f1/2 -

10 400 28 0,073 2

400 2000 1,375 f 1/2 0,0037 f 1/2 f / 200

Pblico engeneral

2000-300000 61 0,16 10



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Punto 2

0,0010

0,0014

0,0018

0,0022

0 60 120 180 240 300 360

Tiempo (s)

Dens.

depot.(mW/cm2)

0,0000

0,0020

0,0040

0,0060

0,0080

1 2 3 4 5 6 7Puntos

Dens.

dePot.(mW/cm2) Mximo Promedio

Nivel de referencia ICNIRP = 0,2 mW/cm2

Fig. 8: Densidad de potencia medida en funcin

del tiempo para un puntoFig. 9: Valores mximos y promedios medidos

para todos los puntos en un sitio

11

24

51 2

7

Menores al 0.1% (11) Entre 0.1 y 0.5% (24)

Entre 0.5 y 1% (7) Entre 1 y 5% (5)

Entre 5 y 100% (1) Mayores al 100% (2)

2

21

1 1

Menores al 0.5% (2) Entre 0.5 y 1% (21)

Entre 1 y 5% (1) Mayores al 100% (1)

Fig. 10: Valores mximos medidos con respecto

a 0.2 mW/cm2Fig. 11: Valores mximos en sistemas de

telefona celular con respecto a 0.2 mW/cm2

CONCLUSIONES

La evaluacin de los niveles de inmisin de densidad de potencia en 50 sitios en la Ciudad de Cali,muestra que el panorama general es bueno, ya que la gran mayora (96%), los valores estn muy pordebajo de los lmites permitidos. Se encontr que en dos de los 50 sitios medidos, los niveles decampo electromagntico superaron los niveles establecidos en el Decreto Colombiano. En estossitios se podra prevenir la exposicin de las personas a niveles altos de campo electromagntico,simplemente colocando un encerramiento alrededor de las estaciones base, con el fin de limitar elacceso.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al DAGMA por su aporte econmico y al ingeniero Claudio Muoz del CentroArgentino de Estudios de Radiocomuni-caciones y Compatibilidad Electromagntica CAERCEM, por suasesora en el proyecto.



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