UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR UNIDADE CIENTÍFICA E PEDAGÓGICA DE CIÊNCIAS DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA EFEITOS BIOLÓGICOS DOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS E DA RADIAÇÃO CARLOS MANUEL PEREIRA CABRITA LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOMÉDICAS 2008
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UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR
UNIDADE CIENTÍFICA E PEDAGÓGICA
DE CIÊNCIAS DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA
EFEITOS BIOLÓGICOS DOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS
E DA RADIAÇÃO
CARLOS MANUEL PEREIRA CABRITA
LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOMÉDICAS
2008
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Dedicado à memória de James Clerk Maxwell (Edimburgo, 13
de Junho de 1831 – Cambridge, 5 de Novembro de 1879) e a
Nikola Tesla (Similjan, Sérvia, 10 de Julho de 1856 – New
York, 7 de Janeiro de 1943). Ao primeiro, porque representa
um dos expoentes máximos da capacidade intelectual da
humanidade e, ao deduzir as suas equações, fez confluir entre
si os fenómenos eléctricos e magnéticos, dando origem ao
electromagnetismo, que, por sua vez, permitiu o nascimento
no seio da ciência da indústria determinante da nossa civili-
zação – exactamente a indústria electrotécnica. Ao segundo,
porque, ao inventar o motor trifásico de indução e o transfor-
mador, e ao prever as comunicações sem fios, é muito justa-
mente considerado o fundador da indústria electrotécnica.
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PREFÁCIO
Assim como o carvão representou a base energética da Primeira Revolução
Industrial, a Electricidade é o combustível invisível da vida moderna. O aumen-
to descomunal da utilização da electricidade prova, indubitavelmente, que a
energia eléctrica tem um papel essencial na nossa sociedade, ao ponto de ser
impensável imaginar-se o quotidiano actual sem se ter acesso a essa fonte
energética. Sem dúvida que as tecnologias associadas ao electromagnetismo
têm vindo a tornar a nossa vida bastante mais fácil, podendo afirmar-se que,
por exemplo, a vida familiar e pessoal seria impossível sem a existência de
electrodomésticos e dos equipamentos multimédia de lazer. Por outro lado, o
desenvolvimento das telecomunicações e dos sistemas informáticos tem vindo
a permitir a comunicação fácil e directa entre pessoas individuais, grupos e
colectividades, sejam elas citadinas ou rurais.
Todavia, a par de todas estas vantagens e benefícios altamente significativos,
a electricidade apresenta os seus próprios riscos, muitos deles de extrema
gravidade, como sucede com as electrocussões por contacto directo ou
indirecto com condutores ou cabos eléctricos. Adicionalmente, a utilização da
energia eléctrica resulta na geração de campos eléctricos e de campos
electromagnéticos, ou seja, de campos electromagnéticos, que, ao cabo e ao
resto, representam forças naturais invisíveis e encontram-se presentes sempre
que exista electricidade.
Contudo, os campos electromagnéticos são parte integrante e essencial da
nossa vida, devido à sua presença em numerosas aplicações, o que obriga a
uma exposição permanente que poderá conduzir ao aparecimento de efeitos
biológicos nocivos e adversos, como se verá nos diversos capítulos deste livro.
Poder-se-á afirmar que, desde o nascimento da indústria electrotécnica, nos
finais do Século XIX, os seres vivos encontram-se rodeados de campos
electromagnéticos criados pela própria humanidade, devido ao rápido
desenvolvimento das centrais e redes de transporte de energia eléctrica, da
rádio e da televisão, do radar, das comunicações celulares, dos electro-
domésticos, dos equipamentos multimédia, e dos computadores, entre toda
uma panóplia de sistemas que seria exaustivo descrever.
iii
A influência dos campos electromagnéticos em sistemas biológicos nasceu
praticamente com Hipócrates, e tem vindo a ser estudada através da história,
com muito mais realce, como não poderia deixar de ser, nos tempos modernos,
devido aos efeitos nocivos eventualmente causados pelas antenas de comuni-
cações e pelas linhas de alta tensão de transporte de energia eléctrica. Estes
estudos continuarão a ser realizados e, por serem bastante complexos,
obrigarão à constituição de equipas multi e inter-disciplinares, onde participarão
médicos, biomédicos, engenheiros, biólogos, técnicos de saúde pública,
técnicos de ambiente, e gestores de avaliação de situações de risco.
A unidade curricular a que se destina este livro de apoio, representa
exactamente um bom exemplo da miscigenação entre medicina, biomedicina e
engenharia electrotécnica, e apresenta os seguintes objectivos, a seguir discri-
minados:
• Descrição e compreensão dos fenómenos inerentes ao espaço
electromagnético, através das quatro equações de Maxwell, que
englobam em si todas as leis relacionadas com a electrostática, a
corrente eléctrica, o campo magnético variável, e a indução electro-
magnética.
• Descrição sucinta das fontes geradoras de campos eléctricos, de
campos magnéticos, e de radiação de rádio-frequência.
• Descrição e compreensão dos mecanismos de acção dos campos
electroma-gnéticos sobre os sistemas biológicos.
• Descrição e compreensão das bases para a modelização matemática
relacionada com a absorção da energia dos campos electromagnéticos
por parte dos sistemas biológicos.
• Descrição e compreensão dos efeitos biológicos dos campos electro-
magnéticos de extremamente reduzida frequência e das rádio-fre-
quências.
• Descrição e análise dos efeitos terapêuticos dos campos electro-
magnéticos.
• Descrição das medidas a adoptar, como prevenção das acções nocivas
dos campos electromagnéticos.
iv
• Enumeração da regulamentação de segurança e de protecção,
internacional assim como de diversos países, contra a exposição a
radiações.
Por outro lado, com a aprovação na unidade curricular em questão, os alunos
adquirirão as seguintes competências profissionais, técnicas e científicas:
• Capacidade para descrever os fenómenos inerentes ao campo electro-
magnético, através da recorrência às equações de Maxwell.
• Capacidade para definir as vias a seguir conducentes à modelização
matemática relacionada com a absorção da energia da rádio-frequência
e dos campos ele-ctromagnéticos de muito baixa frequência por parte
dos sistemas biológicos.
• Capacidade para enumerar e discernir os tipos de equipamentos,
industriais, domésticos, e utilizados em electromedicina, geradores de
radiação electro-magnética.
• Capacidade para descrever e enumerar os mecanismos e os efeitos da
radiação electromagnética nos sistemas biofísicos.
• Conhecimento das publicações internacionais – livros e revistas cientí-
ficas e técnicas –, que expõem e divulgam os mais recentes resultados
de investigação sobre este tema.
• Conhecimento das regras e linhas de acção internacionais, de protec-
ção contra os efeitos nocivos da exposição às radiações electro-
magnéticas.
• Capacidade para formar e integrar equipas multidisciplinares com
médicos e engenheiros electrotécnicos, com a finalidade de procurarem
soluções técnicas com vista à protecção contra a exposição a
radiações.
• Capacidade para promover e desenvolver estudos, individualmente e
em equipa, que procurem relacionar determinados tipos de doenças e
anomalias com a exposição a radiações.
• Capacidade para elaborar relatórios técnicos, que descrevam e
explicitem os modos de assinalar os equipamentos potencialmente
perigosos, assim como as medidas preventivas a adoptar.
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• Capacidade para integrar equipas de projecto de unidades hospitalares,
onde existam equipamentos de electromedicina, com a finalidade de
melhor localizar esses equipamentos.
• Capacidade para participar em equipas de projecto e manutenção de
equipamento electromédico.
No que respeita à estrutura organizativa deste livro, ele contém cinco capí-
tulos, onde se abordam, de uma forma aprofundada, os seguintes assuntos:
Capítulo 1. Introdução – Perspectiva Histórica Descreve-se, do ponto de vista histórico, a existência e o aparecimento de
campos electromagnéticos naturais e artificiais, isto é, criados pela huma-
nidade, realçando-se que a radiação electromagnética representa uma forma
de energia que é transmitida sob a forma de ondas às quais correspondem
variações no espaço e no tempo do campo eléctrico e do campo electro-
magnético. Como consequência da existência dos campos electromagnéticos e
da radiação, expõe-se, através da citação de experiências científicas iniciadas
com o radar, alguns efeitos nocivos observados em animais e em operadores
desse tipo de equipamento e, nessa sequência, cita-se ainda o International
Electromagnetic Fields Project, criado em 1996 no âmbito da Organização
Mundial de Saúde com a finalidade de se estudarem os efeitos ambientais e de
exposição a campos eléctricos e magnéticos estáticos e variáveis no tempo, no
sentido de se elaborarem normas de segurança e protecção. A terminar,
apresentam-se alguns efeitos terapêuticos da utilização dos campos electro-
magnéticos em medicina.
Capítulo 2. Electromagnetismo Define-se campo eléctrico e apresentam-se alguns aspectos relacionados com
a electrostática. Define-se igualmente campo magnético e, da mesma forma,
apresentam-se alguns aspectos do estudo da magnetostática. Como base da
origem dos campos electromagnéticos, expõe-se ainda o fenómeno da indução
electromagnética, descoberto e comprovado praticamente em simultâneo pelo
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americano Joseph Henry e pelo inglês Michael Faraday, no Século XIX. Por
outro lado, na medida em que reúnem em si todos os fenómenos do campo
eléctrico e do campo magnético, estudam-se as quatro equações de Maxwell
na forma integral, que é a de mais simples compreensão e, na sua sequência,
cita-se a energia electromagnética, definindo-se e apresentando-se o vector de
Poynting. Continuando com a teoria do electromagnetismo, estabelece-se a
relação entre os campos electromagnéticos e a radiação, apresentando-se o
espectro das frequências, expondo ao mesmo tempo os conceitos de radiação
não-ionizante e de radiação ionizante. A terminar, descrevem-se as interacções
entre os campos electromagnéticos e os materiais biológicos mais importantes
– as células e os tecidos humanos.
Capítulo 3. Campos Electromagnéticos de Frequências Extremamente Reduzidas Descrevem-se as fontes geradoras de campos eléctricos e magnéticos, em
corrente contínua (magnetosfera, imagiologia através de ressonância mag-
nética, linhas eléctricas em corrente contínua, como é o caso das catenárias
ferroviárias), e em corrente alternada (condutores em instalações eléctricas,
geradores eléctricos). Assinala-se e descrevem-se igualmente quais as origens
dos campos electromagnéticos no meio ambiente – linhas aéreas de trans-
porte de energia eléctrica, cabos subterrâneos de transporte e distribuição de
energia eléctrica, subestações, transformadores, instalações eléctricas de
baixa tensão, veículos rodoviários e ferroviários, fornos de indução industriais,
electrodomésticos, terminais de vídeo. Atendendo a que, na maioria das
situações, coexistem diversos equipamentos geradores de campos electro-
magnéticos, apresenta-se, em termos de compatibilidade electromagnética, as
interferências que surgem frequentemente, como por exemplo a acção dos
telemóveis sobre os pacemakers cardíacos assim como sobre outros
equipamentos médicos de apoio à vida.
Descrevem-se igualmente os efeitos biológicos dos campos electromagnéticos
– interacção com os sistemas biológicos, relação com o cancro, estudos em
animais, e estudos em humanos (sistema nervoso, sistema cardiovascular,
síndroma da fadiga crónica, sensibilidade à electricidade, alterações visuais,
consequências de choques eléctricos directos e indirectos). Como conse-
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quência, apresentam-se os resultados de estudos epidemiológicos –
epidemiologia, leucemia infantil, leucemia em adultos, tumores cerebrais,
cancro mamário, cancro pulmonar, cancro da pele, cancro da próstata, doença
de Alzheimer, demência, esclerose múltipla, depressão.
A terminar, apresenta-se um subcapítulo que descreve em pormenor os
aspectos relacionados com a protecção e segurança contra os efeitos nocivos
dos campos electromagnéticos – normas de segurança, técnicas e proce-
dimentos normalizados de medição dos campos eléctricos e magnéticos,
técnicas de inspecção em locais potencialmente perigosos, procedimentos de
segurança. Descrevem-se ainda não só os objectivos do International Electro-
magnetic Fields Project, criado em 1996 pela Organização Mundial de Saúde,
mas também quais os critérios de segurança contra a exposição a campos
electromagnéticos, que resultaram desse projecto. Relativamente aos riscos de
exposição a radiações não-ionizantes, expõe-se os níveis de segurança norma-
lizados que deverão ser respeitados.
Capítulo 4. Radiação de Rádio-Frequência Inicia-se este capítulo através da indicação do espectro das frequências de
radiação, para os diversos equipamentos actuais, e descrevem-se e
enumeram-se as fontes geradoras de radiação – geradores, linhas de
transmissão de sinal, antenas, estações de transmissão de rádio e televisão,
sistemas de radar, estações de recepção e rastreio de satélites, comunicações
na banda das micro-ondas, equipamento de transmissão rádio-móvel, comu-
nicações celulares móveis, comunicações multimédia sem fios, fornos micro-
ondas.
Descrevem-se os efeitos biológicos da radiação de rádio-frequência – proprie-
dades electromagnéticas dos materiais biológicos, propagação da radiação
através dos materiais biológicos e sua absorção, efeitos térmicos e não
térmicos, efeitos genéticos, proliferação e transformação de células, influência
hormonal, estudos em animais, estudos em humanos.
Apresentam-se os resultados obtidos através de estudos epidemiológicos
realizados em humanos, cobrindo aspectos como a percepção auditiva, a
actividade cerebral, o sistema cardiovascular, o sistema imunitário, os níveis de
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melatonina, e o aparecimento de cataratas, descrevendo-se igualmente os
riscos a que se encontram expostas determinadas classes profissionais, como
por exemplo os operadores de radar, os militares, o pessoal de teleco-
municações e de radiodifusão, abordando-se ainda os riscos inerentes à
exposição a transmissores de rádio e televisão, e a telefones celulares.
Dada a sua importância, dedica-se um subcapítulo integralmente à descrição e
análise das normas de protecção e segurança contra os efeitos nocivos das
radiações de rádio-frequência, apresentando-se os regulamentos norte-
-americanos e os organismos legisladores, os regulamentos canadianos, os de
alguns países europeus (Áustria, Bélgica, Finlândia, Alemanha, Itália, Holanda,
Suécia, Suíça, Reino Unido, e Rússia), os de alguns países asiáticos (Austrália
e Nova Zelândia, China, e Japão). Adicionalmente, apresentam-se os níveis de
exposição considerados seguros, recomendados por dois importantes orga-
nismos internacionais – The International Radiation Protection Association, e
The International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection.
Atendendo a que a avaliação (dosimetria) da exposição a radiações, com-
preende duas partes – a primeira, envolve a avaliação dos campos incidentes,
que são gerados por fontes externas e que poderão ser medidos ou calculados
a partir das informações dessas fontes, enquanto que a segunda diz respeito
aos campos internos dentro dos objectos –, optou-se por incluir um modelo de
estudo das radiações de rádio-frequência (análise da densidade de potência e
do campo eléctrico), e expor algumas técnicas e instrumentação de medida, e,
como complemento, descrevem-se as precauções a adoptar em locais públi-
cos.
Na prática, torna-se fundamental conhecerem-se todos os locais onde os níveis
de radiação ultrapassem os limites de segurança aceitáveis, no sentido de se
protegerem não só as pessoas em geral mas também trabalhadores que
permaneçam bastante tempo nesses locais, daí que se deva efectuar um
cadastro exaustivo, para que se possam adoptar as medidas preventivas mais
adequadas. Como tal, finaliza-se este capítulo com a descrição de resultados
práticos obtidos no terreno em zonas de radiação, por exemplo onde existam
antenas de rádio e de comunicações móveis, sistemas de radar, e sistemas de
comunicação por rádio, apresentando-se como consequência as recomen-
dações de segurança a adoptar.
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Capítulo 5. Aplicações Médicas e Efeitos Terapêuticos dos Campos Electromagnéticos Diversos estudos de biologia sugerem que os campos electromagnéticos de
frequência extremamente reduzida, podem ter um profundo efeito numa gama
variada de sistemas biológicos, incluindo fracturas ósseas e osteoporose. Por
outro lado, a característica que aqueles campos electromagnéticos apresentam
de induzirem efeitos biofísicos, parece residir no conteúdo da informação da
própria forma de onda, daí que se possa talvez explicar em parte a
sensibilidade dos sistemas biofísicos a esses campos, motivada pela interac-
ção com os mecanismos de controlo presentes nas células. Todavia, os
mecanismos de interacção entre os campos electromagnéticos e os sistemas
biológicos, ainda está por explicar, continuando o debate acerca dos perigos
potenciais do valor terapêutico dos campos electromagnéticos de reduzida
intensidade, até que esses mecanismos sejam clarificados.
Apesar disso, estes campos electromagnéticos são utilizados, com fins tera-
pêuticos, no tratamento de fracturas, da osteoporose, e da esclerose múltipla,
como se descreve neste último capítulo. Por outro lado, descrevem-se
igualmente os efeitos terapêuticos relacionados com o aquecimento derivado
da energia das radiações de rádio-frequência, no tratamento e ablação de
determinados tipos de tumores e carcinomas.
Capítulo 6. Técnicas de Imagiologia A imagiologia é uma das especialidades clínicas que mais depende da ciência
física e da tecnologia em engenharia, e encontra-se directamente relacionada
com o aproveitamento dos campos electromagnéticos como meio de diagnós-
tico fiável e seguro. Assim sendo, neste capítulo apresentam-se alguns
conceitos relacionados com a radiação e a sua medição e protecção, sob a
óptica clínica, e descrevem-se as bases físicas das diferentes técnicas, como
sejam a radiologia convencional, a fluoroscopia, a radiografia digital, a
angiografia, a tomografia computorizada, a ressonância magnética, a medicina
nuclear, e a mamografia. A terminar, descreve-se ainda as modernas técnicas
associadas à terapia por partículas como terapêutica do cancro.
x
Bibliografia Este livro parece-nos, devido à elevada quantidade e variedade de temas
abordados e expostos, ser suficiente para que os alunos compreendam toda a
problemática relacionada com os efeitos biofísicos dos campos electro-
magnéticos. Quanto aos restantes livros citados, contêm uma enorme varie-
dade de assuntos interessantíssimos, apresentados na maioria das situações
com uma profundidade científica notável, e poderão pontualmente contribuir
para a formação especializada dos alunos, daí que se aconselhe que, no seu
processo de auto-aprendizagem complementar, sejam consultados, na medida
em que poderão esclarecer dúvidas e, ao mesmo tempo, indicar linhas
orientadores de investigação futura.
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CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO – PERSPECTIVA HISTÓRICA Desde as origens do nosso planeta até finais do Século XIX, o ambiente
electromagnético terrestre, fraco em intensidade e de frequência reduzida,
provinha de fontes naturais – isto é, do sol, da electricidade estática gerada
entre núvens provocando descargas de elevadíssima tensão eléctrica vulgo
trovoadas, assim como do próprio campo geomagnético terrestre. Contudo,
desde o início do Século XX, com os notáveis desenvolvimentos da engenharia
electrotécnica, que permitiram a construção dos mais variados equipamentos,
desde geradores e motores, electrodomésticos, aparelhos de rádio, radares,
telefones fixos e comunicações móveis, aos modernos sistemas utilizados em
medicina, que o ambiente que nos rodeia representa uma miscigenação entre o
magnetismo natural e os campos electromagnéticos artificiais, gerados por
todos os equipamentos eléctricos e electrónicos desenvolvidos, criados e
utilizados pela humanidade, coexistindo à nossa volta campos com uma grande
gama de intensidades e de frequências.
Assim como a força da gravidade e a energia nuclear, o electromagnetismo é
uma força básica da natureza. Poder-se-á afirmar que a Radiação
Electromagnética é uma forma de energia que é transmitida sob a forma de
ondas às quais correspondem variações no espaço e no tempo do campo
eléctrico e do campo electromagnético. Esta energia é utilizada e está na base
de muitas das invenções do século passado, numa gama que compreende
desde a informática aos telefones celulares, passando pela electrónica do
automóvel, pela aviónica, e pelos sofisticados meios de diagnóstico em
medicina. Ou seja, as ondas electromagnéticas são parte integrante da
moderna vida actual – quem pode passar sem telemóvel ou sem televisão?
Como reverso da medalha, em anos recentes tem vindo a ser comentado
publicamente com cada vez maior insistência, que as ondas electromagnéticas,
geradas quer por linhas de transporte de energia eléctrica – baixa frequência –,
quer pelas comunicações móveis sem fios – muito altas frequências –, podem
originar o aparecimento de um conjunto significativo de doenças graves,
incluindo carcinomas.
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Infelizmente, tem sido prática corrente nos meios de comunicação actuais, o
surgimento de diversas polémicas acerca dos efeitos nocivos das radiações
electromagnéticas, polémicas essas que, na esmagadora maioria dos casos,
têm origem em fontes sem qualquer preparação técnica ou científica. Veja-se
como o grande público, de uma forma geral, perante todos esses rumores, se
comporta – ninguém imaginaria deixar de utilizar o seu telemóvel, porém
bastaria que o traçado de uma linha de transporte de energia eléctrica se
fizesse próximo de alguma habitação ou de algum aglomerado populacional de
pequena dimensão, que teriam imediatamente lugar as habituais mani-
festações públicas de desagrado, sem quaisquer bases científicas, devido aos
habituais receios do desenvolvimento de cancros. Em contrapartida, todos
sabemos, uma vez que não existem quaisquer dúvidas quanto à sua elevada
perigosidade, quais os riscos da exposição ao sol, aos raios X e aos raios
gama, cuja frequência se encontra na banda acima dos 300 GHz (1 Gigahertz
= 109 Hertz).
As primeiras investigações levadas a cabo com a finalidade de se concluir dos
efeitos nocivos das radiações, tiveram lugar um pouco antes do início da
Segunda Guerra Mundial, devido à invenção do radar, que opera em onda
curta (alguns GHz), e transmite feixes intensos de radiação. No final de 1940,
iniciaram-se experiências com coelhos, tendo-se constatado que contraíam
glaucoma após uma exposição de 10 minutos, com os seus olhos sujeitos a
ondas curtas com uma densidade de potência de 3000 mW/cm2. Em Outubro
de 1951 surgiram os primeiros casos de inflamação da retina e de glaucoma
em técnicos de radar, e, em 1953, os engenheiros da Bell Labs recomendaram
que o nível de segurança a adoptar deveria ser de 0,1 mW/cm2. Contudo, em
1955 todos os países da NATO, por indicação dos Estados Unidos, adoptaram
o limite de 10 mW/cm2. Por outro lado, na ex-União Soviética, que já vinha a
investigar as implicações nocivas das radiações electromagnéticas desde
1930, tinha já estabe-lecido, como nível de segurança às exposições, um valor
1000 vezes inferior ao adoptado no Ocidente, ou seja, 10 µW/cm2, muito
provavelmente na sequência dos trabalhos de Pavlov, laureado com o Prémio
Nobel da Medicina em 1904.
As investigações têm continuado, de uma forma intensiva, em diversos países
industrializados, sendo de salientar que, também na ex-União Soviética, ainda
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na década de 1960, se iniciaram as pesquisas relacionadas com os perigos
possíveis inerentes às radiações não-ionizantes, isto é, radiações que não
provocam a ionização dos átomos dos meios sujeitos a essas radiações,
geradas por cabos telefónicos, redes de transporte e utilização de energia
eléctrica, transmissores de rádio e televisão, aparelhos electrónicos
domésticos, fornos microondas, aparelhos de climatização, resistências de
aquecimento dos soalhos, jogos electrónicos, equipamento informático,
cobertores eléctricos, camas de água aquecidas, etc. Atendendo a que estes
equipamentos fazem parte há muito do nosso quotidiano, as investigações
sobre os efeitos nocivos deste tipo de radiação têm vindo a conhecer um
incremento notável, no sentido de, por um lado, equacionarem-se quais as
suas verdadeiras implicações negativas para a saúde pública e, por outro,
poderem-se adoptar as medidas preventivas mais adequadas.
Saliente-se que, no âmbito da Organização Mundial de Saúde, foi criado, em
1996, o International Electromagnetic Fields (EMF) Project, com a finalidade de
se estudarem os efeitos ambientais e de exposição a campos eléctricos e
magnéticos estáticos e variáveis no tempo, numa gama de frequências de 0 a
300 GHz, com a finalidade de se desenvolverem regras e linhas de conduta
internacionais sobre os limites de exposição. Este projecto, de grande
envergadura, envolveu 8 agências internacionais, 40 autoridades nacionais, e 7
centros de colaboração daquela organização.
Além de todos os equipamentos de electromedicina desenvolvidos como apoio
às actividades médicas, como por exemplo os bisturis a laser, os TAC, os
electrocardiógrafos e os electroencefalógrafos, os ecocardiógrafos, as bombas
cardíacas, a ressonância magnética, etc, um outro aspecto bastante
interessante dos efeitos biofísicos dos campos electromagnéticos, consiste nas
suas propriedades terapêuticas por exemplo no tratamento de doenças como o
cancro, as fracturas ósseas e a osteoporose.
É interessante recordar que Hipócrates foi o criador do bio-electromagnetismo,
tendo tentado a cura de determinados tipos de cancro através das radiações
solares. Dois mil anos mais tarde, Galvani tentou curar tumores, aneurismas e
hemorragias por aplicação da electricidade e, em 1840, Recamier e Pravaz
apresentaram um método de destruição do cancro do colo do útero através da
electricidade, tendo-se utilizado correntes alternadas, na sequência dos
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trabalhos de Helmholtz, Kelvin e Hertz. A partir de 1891, d’Arsonval (1853-
1940) utilizou a auto-indução, em sessões de 20 minutos com correntes até
450 mA, na cura de reumatismos e artrites. Outros utilizadores dos efeitos
terapêuticos da rádio-frequência foram Nikola Tesla (1856-1943) e Thomson
(1853-1937), e, em 1926, os cirurgiões ingleses e americanos iniciaram as
rádio-frequências em operações delicadas ao cérebro e à próstata, para
tratarem hemorragias, e para controlarem a multiplicação precária de células.
Diversos estudos de biologia sugerem que os campos electromagnéticos de
frequência extremamente reduzida, podem ter um profundo efeito numa gama
variada de sistemas biológicos, incluindo fracturas ósseas e osteoporose. Por
outro lado, a característica que aqueles campos electromagnéticos apresentam
de induzirem efeitos biofísicos, parece residir no conteúdo da informação da
própria forma de onda, daí que se possa talvez explicar em parte a
sensibilidade dos sistemas biofísicos a esses campos, motivada pela interac-
ção com os mecanismos de controlo presentes nas células. Todavia, os
mecanismos de interacção entre os campos electromagnéticos e os sistemas
biológicos, ainda está por explicar, continuando o debate acerca dos perigos
potenciais do valor terapêutico dos campos electromagnéticos de reduzida
intensidade, até que esses mecanismos sejam clarificados.
Apesar disso, estes campos electromagnéticos são utilizados, com fins tera-
pêuticos, no tratamento de fracturas, da osteoporose, e da esclerose múltipla,
sendo, por sua vez, os efeitos terapêuticos relacionados com o aquecimento
derivado da energia das radiações de rádio-frequência, utilizados no tratamento
e ablação de determinados tipos de tumores e carcinomas.
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CAPÍTULO 2. ELECTROMAGNETISMO
2.1. GRANDEZAS E UNIDADES Ao longo deste livro de apoio, utilizam-se frequentemente as expressões
Campo Electromagnético e Radiação, que convém explicitar em termos dos
seus significados físicos. Assim sendo, o Espaço Electromagnético, definido
pela primeira vez pelo cientista escocês James Clerk Maxwell, representa todo
o espaço físico onde, por sua vez, em todos os seus pontos se manifestam
fenómenos eléctricos e magnéticos, quantificados essencialmente através dos
vectores intensidade do campo eléctrico e intensidade do campo magnético,
sendo o Campo Electromagnético a interacção entre esses dois vectores.
Como exemplo pode-se citar o caso de um simples motor eléctrico que equipa
um electrodoméstico em que, no interior dos seus condutores, existe um
campo eléctrico e, no seu circuito magnético nos troços no ferro e no ar,
manifesta-se a existência de um campo magnético.
Por outro lado, sob determinadas circunstâncias que serão descritas ao longo
do texto, os campos electromagnéticos produzem ondas, que radiam a partir
das suas fontes, daí a existência do vocábulo Radiação Electromagnética ou
simplesmente Radiação. Como exemplo evidente, tem-se a radiação provo-
cada pelas antenas de comunicações móveis e de rádio e televisão.
Como se verá um pouco mais à frente, a interacção entre os campos eléctrico
e magnético é descrita através das denominadas Equações de Maxwell, que
permitem estudar e analisar todos os fenómenos, estáticos e variáveis no
tempo, que se manifestam no espaço electromagnético.
2.1.1. Grandezas Escalares e Vectoriais Como é sabido da matemática e da física, uma grandeza que tem apenas
magnitude e sinal algébrico, é designada por grandeza escalar ou simples-
mente por escalar, como sucede por exemplo com o tempo t, a massa m, a
potência P, e a energia W. Por outro lado, as grandezas que, além de
possuírem magnitude, são ainda caracterizadas por apresentarem uma
direcção e um sentido, são designadas por grandezas vectoriais ou simples-
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mente por vectores. É o caso, por exemplo, da velocidade Vr
, da força Fr
, e do
vector densidade de fluxo eléctrico Dr
. Como é habitual e do conhecimento
geral, os vectores serão sempre representados em itálico encimados por um
pequeno segmento com uma seta na sua extremidade direita, enquanto que o
seu módulo, ou magnitude, será sempre representada pelo mesmo símbolo,
mas sem o segmento superior – por exemplo, Br
representa o vector densidade
de fluxo magnético, enquanto que B é o seu módulo. Saliente-se que, no
estudo do campo electromagnético, utilizam-se diversas grandezas escalares e
vectoriais, como se verá de seguida.
2.1.2. Sistema de Unidades Na prática, a medição de qualquer grandeza física deverá sempre ser expressa
através de um número seguido por uma unidade, unidade essa que é uma
normalização através da qual uma dimensão pode ser expressa numeri-
camente. Os sistemas de unidades são usualmente definidos através de siglas,
que têm como significado as iniciais das unidades das suas grandezas funda-
mentais, tendo coexistido até há relativamente poucos anos, três sistemas de
unidades:
• Sistema CGS:
grandezas fundamentais – comprimento, massa, tempo
unidades – centímetro, grama-massa, segundo
• Sistema prático ou gravitatório MKpS:
grandezas fundamentais – comprimento, peso, tempo
unidades – metro, kilograma-peso, segundo
• Sistema MKS:
grandezas fundamentais – comprimento, massa, tempo
unidades – metro, kilograma-massa, segundo
Note-se que o sistema MKS, introduzido por Giorgi em 1901, representa
exactamente o Sistema Internacional de Unidades SI, adoptado universalmente
com as siglas MKSA, devido à introdução da sigla A que representa a unidade
Ampére da grandeza fundamental intensidade da corrente eléctrica. Este
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sistema recomenda ainda que os múltiplos e os submúltiplos de todas as
unidades sejam escritos em passos (steps) de 103 e de 10-3.
2.2. CAMPO ELECTROMAGNÉTICO 2.2.1. Grandezas do Campo Como o seu próprio nome indica, o campo electromagnético é um espaço físico
onde coexistem, em interacção, campos eléctricos e campos magnéticos,
podendo ser criados artificialmente, por exemplo, em sistemas de produção,
transporte e utilização de energia eléctrica, através dos geradores, dos trans-
formadores, das linhas aéreas ou dos cabos subterrâneos de transporte, das
instalações eléctricas de baixa tensão domésticas e industriais, e por todos os
receptores que utilizam essa energia, tendo esses campos origem na
existência e no movimento de cargas eléctricas. Convém igualmente salientar
que os campos electromagnéticos criados artificialmente encontram-se sempre
presentes onde quer que existam equipamentos eléctricos, sejam electrodo-
mésticos, motores eléctricos, antenas, ou equipamentos médicos. No nosso
meio ambiente, existem igualmente campos electromagnéticos, de origem
natural, como o próprio campo magnético terrestre, as tempestades com
trovoadas, e as conhecidas auroras boreais, provocadas pela interacção entre
o vento solar e o campo magnético do planeta.
Apesar do campo electromagnético existir, não é possível ver nem sentir de
forma directa a existência de campos eléctricos e de campos magnéticos,
sendo no entanto possível medi-los e avaliá-los. Por exemplo, um simples
condutor de uma instalação eléctrica doméstica em baixa tensão, sujeito a uma
diferença de potencial que origine um movimento de cargas eléctricas no seu
interior, será sede não só de um campo eléctrico devido ao movimento das
cargas mas também de um campo magnético concêntrico – ou seja, este
condutor, assim como todo o espaço envolvente, representam um espaço
electromagnético.
A energia electromagnética, artificialmente gerada por equipamentos e que se
propaga através de ondas, interage não só com outros equipamentos
geradores de ondas similares, podendo provocar anomalias – daí a importância
crescente dos estudos sobre incompatibilidades electromagnéticas (veja-se a
influência dos telefones celulares sobre os pacemakers cardíacos) –, mas
8
também sobre os sistemas biológicos, daí que seja essencial a compreensão
de alguns conceitos físicos, que se apresentam seguidamente, para que se
possa analisar e entender os mecanismos de interacção entre os campos
electromagnéticos e os materiais biológicos.
Apesar das investigações iniciais dessa interacção se terem centrado essen-
cialmente nos efeitos resultantes das exposições a campos de elevada
intensidade, os estudos actuais debruçam-se cada vez mais sobre todas as
possibilidades, incluindo a influência de campos electromagnéticos muito
reduzidos. Apesar de, no espaço electromagnético, coexistirem campos
eléctricos e campos magnéticos, muito provavelmente os efeitos biofísicos
provocados por estes dois tipos de campos serão bastante diferenciados.
Quanto às grandezas que caracterizam o campo electromagnético, elas são as
seguintes, tanto vectoriais como escalares:
• Vector densidade de fluxo eléctrico ou vector deslocamento eléctricoDr
,
de módulo densidade de fluxo eléctrico ou deslocamento eléctrico D.
• Vector densidade de corrente Jr, de módulo densidade de corrente J.
• Vector densidade de fluxo magnético Br
, de módulo densidade de fluxo
B.
• Vector intensidade do campo eléctrico Er
, de módulo intensidade do
campo eléctrico E.
• Vector intensidade do campo magnético Hr
, de módulo intensidade do
campo magnético H.
• Constante dieléctrica, ou permitividade, do meio (material) dieléctrico ε.
O seu valor no vazio é ε0 = 8,854 x 10-12 farads/metro (F/m).
• Condutividade eléctrica do meio (material) condutor σ.
• Permeabilidade magnética do meio (material) magnético μ. O seu valor
no vazio é μ0 = 4 π x 10-7 henries/metro (H/m).
Outra constante importante utilizada em electromagnetismo, é a velocidade de
propagação das ondas electromagnéticas no vazio (velocidade da luz no
vazio), c = 3 x 108 metros/segundo (m/s). Na disciplina científica electroma-
gnetismo, é canónico efectuar-se o estudo da electrostática (cargas eléctricas e
9
campo eléctrico invariantes no tempo), da corrente eléctrica estacionária
(corrente contínua, em que as grandezas intervenientes são invariantes no
tempo), da magnetostática (campo magnético gerado por corrente contínua,
sendo as grandezas intervenientes igualmente invariantes no tempo), e dos
campos eléctricos e magnéticos variáveis no tempo. Como se verá um pouco
mais à frente, estes estudos têm todos eles como base as 4 Equações de
Maxwell, que serão apresentadas de uma forma generalizada, mas que, para
cada estudo concreto, são particularizadas. Um outro aspecto importante, para
que se fique com a noção clara de que existem similaridades entre a
electrostática, a corrente eléctrica estacionária e a magnetostática, consiste
exactamente na apresentação dessas similaridades não só entre grandezas
vectoriais mas também entre grandezas escalares, como se mostra no quadro
2.1.
Estudo Grandezas vectoriais Grandezas escalares
Electrostática E D ε
Corrente Estacionária E J σ
Magnetostática H B µ
Quadro 2.1 – Grandezas características do campo electromagnético
e similaridades entre elas.
2.2.2. Campo Eléctrico Como é sabido, o átomo é electricamente neutro, sendo constituído por um
núcleo com protões, isto é, cargas eléctricas positivas, e por electrões, ou seja
cargas eléctricas negativas, que, em número igual aos protões, giram em
órbitas em torno do núcleo. Estas cargas eléctricas encontram-se presentes no
vácuo, no ar e no interior de condutores – quando os electrões se movimentam
no interior dos condutores e cabos eléctricos, tem-se a conhecida corrente
eléctrica; porém essas cargas podem-se movimentar no espaço de um local
para outro, criando assim a denominada electricidade estática, cujos efeitos
são por nós conhecidos, como por exemplo quando os nossos cabelos se
dispõem de uma forma erecta perante um objecto electrizado ou quando se
“apanha” um pequeno choque eléctrico ao tocar-se na estrutura metálica de um
10
automóvel. Outro exemplo típico, natural, consiste nas trovoadas, em que as
nuvens, ao movimentarem-se na atmosfera, ficam carregadas fortemente com
cargas eléctricas, devido ao atrito com o ar.
Sempre que existam cargas eléctricas em movimento no interior de um condu-
tor, ou quando há cargas eléctricas de sinal contrário, separadas entre si,
existirá um vector intensidade do campo eléctrico E, que permite definir e
avaliar a diferença de potencial, ou tensão eléctrica, U, devida a essa
separação de cargas. Esta tensão, entre dois pontos do espaço ou entre dois
pontos de um condutor, pontos esses que se encontram, genericamente, aos
potencias eléctricos absolutos V1 e V2, é definida matematicamente como
sendo a circulação do vector intensidade do campo eléctrico Er
entre esses
dois pontos, ou seja:
∫ •=−= s sdEVVUrr
21
sendo ds o vector de definição do caminho de circulação do vector campo
eléctrico. Se estes dois vectores forem colineares, isto é, se tiverem a mesma
direcção e o mesmo sentido, como sucede entre as armaduras paralelas de um
condensador plano ou no interior de um condutor eléctrico, ao resolver-se o
integral obtém-se:
sEVVU =−= 21
sendo s, em metros (m), a distância entre os pontos 1 e 2. Esta tensão
eléctrica, expressa em joules/coulomb (J/C), equivalente em termos
dimensionais ao volt (V), representa o trabalho necessário para mover uma
unidade de carga eléctrica entre aqueles dois pontos 1 e 2. Como se constata,
através da última expressão, quanto mais elevada for a tensão eléctrica ou
quanto mais próximas estiverem as cargas entre si, mais intenso será o campo
eléctrico, cuja intensidade tem como unidade o newton/coulomb (N/C),
dimensionalmente equivalente ao volt/metro (V/m).
Basicamente, os campos eléctricos podem ser representados de uma forma
gráfica, como se mostra na figura 2.1, considerando apenas uma única carga
(a), em que as linhas de força do vector campo eléctrico são radiais, ou então
considerando duas armaduras planas, paralelas, carregadas com cargas
eléctricas de sinais contrários (b).
11
Figura 2.1 – Linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico:
(a) – devidas a uma única carga eléctrica
(b) – devidas a duas armaduras paralelas (condensador).
Por sua vez, na figura 2.2 mostra-se o campo eléctrico na zona envolvente do
coração humano, destacando-se as linhas de força do vector intensidade do
campo eléctrico assim como as linhas equipotenciais, isto é, as linhas cujos
pontos se encontram todas elas ao mesmo potencial. Note-se que se têm duas
cargas eléctricas iguais, mas de sinal contrário, constituindo o que se designa
por dipolo eléctrico.
Figura 2.2 – Linhas de força do campo eléctrico e linhas equipotenciais
no coração humano.
Por outro lado, observa-se ainda que as linhas equipotenciais são perpendi-
culares às linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico e, além
disso, quanto mais próximas essas linhas equipotenciais se encontram das
respectivas cargas mais elevado é o valor do potencial eléctrico.
12
Este facto deve-se à seguinte expressão:
VE ∇−=r
em que ∇ é um operador vectorial diferencial, conhecido da análise mate-
mática, representando ∇V o gradiente do potencial eléctrico V. Por conse-
guinte, esta expressão diz-nos, por um lado, que as linhas equipotenciais são
perpendiculares às linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico, e,
por outro, que o vector intensidade do campo eléctrico tem o sentido dos
potenciais eléctricos decrescentes. Nas figuras 2.3 e 2.4 são visíveis estas
constatações.
Figura 2.3 – Linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico e linhas
equipotenciais, entre duas cargas iguais (140 pC), mas de sinais contrários.
13
Figura 2.4 – Linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico e linhas
equipotenciais, entre duas cargas iguais (140 pC), e com o mesmo sinal.
Relativamente à figura 2.3, conclui-se que cargas eléctricas com sinais contra-
rios repelem-se, enquanto que, como se pode ver na figura 2.4, cargas com o
mesmo sinal atraem-se. Se, em lugar de cargas eléctricas, se tivessem por
exemplo condutores eléctricos rectilíneos percorridos por correntes eléctricas
invariantes no tempo, com a mesma intensidade, circulando com sentidos con-
trários ou com o mesmo sentido, os mapas apresentados seriam rigorosamente
iguais, com a única diferença de que, em lugar da carga eléctrica Q, expressa
em coulombs (C), se teria a intensidade de corrente eléctrica I, cuja unidade é
o ampere (A), dimensionalmente idêntica ao coulomb por segundo (C/s).
Saliente-se que este fenómeno, de atracção ou de repulsão entre condutores
percorridos por correntes eléctricas, foi pela primeira vez descoberto e
explicado pelo físico e matemático francês André-Marie Ampére, em 1820.
14
Do exposto anteriormente, constata-se assim que, quanto mais próximo nos
encontrarmos de linhas áreas de transporte de energia eléctrica, de alta e
muito alta tensão, por exemplo 110 - 220 - 750 kV, mais intensos são os
campos eléctricos, daí os eventuais riscos inerentes da exposição a esses
campos eléctricos.
Na figura 2.5 mostram-se as linhas de força do vector intensidade do campo
eléctrico electrostático, bem como as respectivas linhas equipotenciais, no
espaço abaixo de uma nuvem de trovoada, carregada de cargas eléctricas.
Nesta mesma figura desenhou-se uma figura humana assim como uma trin-
cheira no solo, constatando-se, por um lado, que o campo eléctrico no fundo da
trincheira é inferior a 2000 V/m, enquanto que, na cabeça do humano, é
sensivelmente igual a 100000 V/m. Por conseguinte, durante a trovoada, o
risco de electrocussão do humano, ao manter-se em pé, é elevadíssimo, ao
passo que, se se deitar no chão da trincheira, é praticamente nulo (veja-se o
conselho que se encontra escrito na filactera). Este desenho comprova cien-
tificamente os sábios conselhos populares, a adoptar em campo aberto durante
as trovoadas, adquiridos empiricamente mas contudo correctos, de que nunca
se deve ficar em pé ou abrigarmo-nos debaixo de árvores, durante aquele tipo
de intempéries.
Figura 2.5 – Mapa das linhas de força do campo eléctrico electrostático (verticais),
e das equipotenciais (horizontais, na perpendicular), debaixo de uma núvem de
trovoada.
15
Por sua vez, na figura 2.6 mostram-se os campos eléctricos e as equipotenciais
electrostáticas da atmosfera, numa situação de céu pouco nublado e com
condições propícias ao aparecimento de trovoadas, sendo de salientar que o
solo e a electrosfera constituem um enorme condensador de armaduras para-
lelas. As núvens mais carregadas (cumulo-nimbus), propícias ao desencadear
de trovoadas, comportam-se como um potente gerador de cargas eléctricas,
que vão carregando aquele condensador, deslocando-se as cargas eléctricas
positivas para a electrosfera e as cargas negativas para a parte inferior dessas
nuvens, concluindo-se que o campo eléctrico é bastante intenso. Em contra-
partida, quando as condições climatéricas são amenas (céu limpo, núvens
fracto-cumulus), os campos eléctricos são bastante reduzidos, e dirigem-se
exclusivamente para o solo.
Figura 2.6 – Campo eléctrico e equipotencias na atmosfera, em condições
de céu pouco nublado e de aparecimento de trovoadas.
Em electrostática, se se tiver um meio dieléctrico com uma constante die-
léctrica, ou permitividade, ε, em F/m, onde existam cargas eléctricas estáticas,
a relação entre a intensidade do campo eléctrico E (V/m) e a densidade de
fluxo eléctrico, ou deslocamento eléctrico, D (C/m2), é dada pela seguinte
expressão vectorial:
EDrr
ε=
16
Note-se que D representa uma medida do campo eléctrico em termos da carga
eléctrica equivalente por unidade de superfície. Por outro lado, na prática, os
materiais dieléctricos são os materiais isolantes utilizados em electrotecnia.
Nas situações em que os vectores densidade de fluxo eléctrico e intensidade
do campo eléctrico são colineares, pode-se escrever:
ED ε=
Quanto à constante dieléctrica, é ainda usual definir-se a constante eléctrica
relativa εr, adimensional, tomando como referência a constante dieléctrica do
vazio, ou seja:
0εεε =r
Para a maioria dos materiais biológicos, os valores desta constante relativa
situa-se entre 1 (como para o vácuo) e cerca de 80.
Conforme se salientou anteriormente, o movimento de cargas eléctricas no
interior de um condutor, origina o aparecimento de uma corrente eléctrica.
Assim sendo, a relação entre a intensidade do campo eléctrico e a densidade
de corrente no interior do meio condutor, é expressa através da seguinte
expressão:
EJrr
σ=
sendo a condutividade eléctrica do meio (material) condutor σ expressa em
amperes/volt/metro (A/V/m), dimensionalmente equivalente a 1/ohm/metro
(1/Ω/m). Havendo colinearidade entre os dois vectores, pode-se ainda
escrever:
EJ σ=
2.2.3. Campo Magnético No subcapítulo anterior, o campo eléctrico foi estudado por meio de uma força
de carácter eléctrico entre cargas, que actua sobre uma linha estabelecida
entre essas cargas. Com o movimento de cargas eléctricas, outro tipo de força
é exercida ao longo dessa linha entre cargas.
17
Esta força é representada através do vector intensidade do campo magnético
Hr
, o qual é devido às cargas eléctricas em movimento no espaço ou no interior
de condutores. Este vector, cujo módulo é H, expresso em amperes/metro
(A/m), é perpendicular à direcção da corrente eléctrica, e descreve círculos
concêntricos em torno do eixo longitudinal do condutor, como se esquematiza
na figura 2.7. Por conseguinte, sempre que existam condutores percorridos por
correntes eléctricas, estacionárias ou variáveis no tempo, existirão igualmente
campos magnéticos no espaço envolvente, também estacionários ou variáveis
no tempo. Ou seja, quem estiver próximo de linhas aéreas ou subterrâneas de
transporte de energia, ou mesmo em insta-lações domésticas ou industriais,
estará exposto a campos magnéticos e, consequentemente, aos seus
possíveis efeitos adversos.
Figura 2.7 – Linhas de força circulares do vector intensidade do campo magnético,
originadas pela corrente eléctrica que circula no interior do condutor.
Por conseguinte, existem campos magnéticos significativos gerados por cen-
trais eléctricas, linhas de transporte de energia, subestações eléctricas, trans-
formadores, catenárias de linhas ferroviárias eléctricas, painéis e anúncios
eléctricos, motores, e electrodomésticos, campos esses que facilmente pene-
tram noutros materiais, incluindo os tecidos humanos. Em geral, os campos
electromagnéticos são bastante intensos junto às fontes que lhes dão origem, e
diminuem bastante à medida que nos afastamos dessas fontes. Por outro lado,
as pessoas não sentem directamente a presença dos campos electroma-
gnéticos, todavia, quando a sua intensidade é elevada, podem causar uma
cidos” ou “prováveis carcinomas humanos”. Contudo, a maioria dos membros
desse grupo de trabalho concluiu que a exposição a campos magnéticos
emanados de linhas aéreas de transporte de energia pode conduzir a
“possíveis carcinomas humanos”. Entretanto, em 15 de Junho de 1999, o
NIEHS concluiu que os campos electromagnéticos de reduzidíssimas
frequências podem causar cancro, baseados em estudos epidemiológicos que
mostraram haver uma associação entre alguns tipos de leucemia e a exposição
a campos magnéticos. Num estudo realizado em 2001, na Nova Zelândia, o
seu autor concluiu haver evidências, suportadas por bastantes estudos
epidemiológicos, de que os campos electromagnéticos de frequências
reduzidíssimas são perigosos para a saúde humana, especialmente em
crianças, havendo uma ligação forte ao aparecimento de leucemias.
87
Seguidamente, apresentam-se alguns aspectos quantitativos da exposição a
campos electromagnéticos e as incidências de determinados tipos de doenças
cancerígenas.
a) Leucemia Infantil Como é sabido, a infância é um período onde se verifica um enorme cres-
cimento de células, associado ao normal crescimento e desenvolvimento das
crianças, daí que seja de todo o interesse para a sua saúde adoptar cuidados
especiais no que respeita à sua exposição a campos electromagnéticos
gerados por linhas de transporte de energia, por computadores e seus
periféricos em casa e nas escolas, por televisores, e por telefones celulares.
A palavra “leucemia”, que significa literalmente “sangue branco”, descreve uma
variedade de cancro que é conhecida pela criação anormal de glóbulos
brancos no sangue – os leucócitos –, afectando não só a existência de glóbulos
brancos saudáveis, que são essenciais para o combate a bactérias, vírus e
outras infecções, mas também os glóbulos vermelhos, que são os respon-
sáveis pelo transporte do oxigénio a todos os pontos do corpo.
Esta doença representa menos de 4 % do universo de todos os tipos de cancro
que afectam os adultos, todavia é o tipo mais comum dos cancros que afectam
as crianças.
Vejam-se de seguida diversos resultados e constatações consideradas impor-
tantes, no que respeita a esta doença:
• As crianças com o Síndroma de Down têm um risco acrescido (10 a 40
vezes superior) de contraírem leucemia, em relação às crianças consi-
deradas normais.
• As crianças cujas mães, durante a gravidez, foram sujeitas a dia-
gnósticos através de raios X, apresentam igualmente um risco
acrescido.
• Um dos primeiros estudos epidemiológicos realizados sobre este
assunto, em 1979, chegou a um OR de 2,35, o que permitiu concluir da
existência de elevados riscos na contracção de leucemia infantil por
parte de crianças sujeitas à acção de campos electromagnéticos.
88
• Em 1976-1977, um estudo conduzido por dois investigadores da Univer-
sidade do Colorado, nos Estados Unidos, constatou que, crianças que
viviam muito próximo de grandes instalações eléctricas, contraíram
cancro, contrariamente àquelas que habitavam em zonas bastante mais
afastadas. Como resultado, os autores do estudo salientaram que as
crianças que habitam casas muito próximas de linhas de transporte de
energia eléctrica em alta tensão, apresentam um risco duas a três vezes
superior de contraírem leucemia ou tumores no sistema nervoso, que as
restantes crianças.
• Foram detectados, através de estudos realizados em 1980, casos de
leucemia e outros cancros infantis, associados à exposição a campos
magnéticos de 0,25 μT.
• Um estudo epidemiológico americano, realizado em 1991, em Los
Angeles, Califórnia, conduziu a um OR de 2,15, ou seja, à confirmação
da associação positiva entre o desenvolvimento de leucemia infantil e a
exposição a campos electromagnéticos.
• Em estudos bastante completos, realizado na Suécia, Dinamarca e
Finlândia, foi considerada, para a Suécia, uma população base
constituída por todas as crianças suecas com 15 anos de idade ou mais
jovens, que viveram dentro de um perímetro de 800 m relativamente a
linhas de transporte de energia, durante o período 1960-1985, tendo
identificado 142 casos – 39 de leucemia, e 33 de cancro no sistema
nervoso. O estudo realizado na Dinamarca considerou crianças de
residências situadas entre 25 m e 50 m de linhas de transporte de
energia, cabos subterrâneos e subestações, tendo demonstrado um
aumento significativo do risco de contracção de linfomas entre crianças
sujeitas a campos magnéticos iguais ou superiores a 0,1 μT. Quanto ao
estudo realizado na Finlândia, envolveu 68300 rapazes e 66500
raparigas, com idades até aos 19 anos, que viveram, entre 1970 e
1989, em habitações distanciadas de 500 m ou menos de linhas aéreas
de 100 kV a 400 kV, não se tendo detectado estatisticamente um
aumento significativo no número de leucemias e linfomas. Ainda estatis-
ticamente, notou-se um excesso significativo de tumores no sistema
89
nervoso, mas apenas em rapazes, que estiveram expostos a campos
magnéticos iguais ou superiores a 0,2 μT.
• De acordo com um estudo realizado em Taiwan, publicado em 1998, foi
concluído que as crianças que vivem em três distritos do norte do país,
próximo de linhas de transporte de energia, apresentam elevados riscos
de contraírem leucemia. Foram detectados 28 casos de leucemia entre
120696 crianças e, além disso, as crianças que vivem em áreas dentro
dos 100 m a partir das linhas aéreas apresentam um risco 2,7 vezes
superior às restantes crianças.
b) Leucemia em Adultos
• Um estudo conduzido pela Southern California Edison Company, entre
36221 trabalhadores que se encontravam directamente envolvidos com
equipamentos eléctricos, detectou um ligeiro aumento do risco de cancro
em algumas situações, todavia sem significado acima dos níveis
normais.
• Investigadores da Johns Hopkins University e da empresa norte-
americana AT&T, estudaram a ocorrência de leucemias entre os traba-
lhadores expostos a campos electromagnéticos de reduzidíssimas fre-
quências, tendo constatado que, de todos aqueles que exerceram
funções pelo menos durante dois anos e que faleceram entre 1975 e
1980, a 124 deles foi-lhes diagnosticado leucemia como causa de morte.
Foi também concluído que os trabalhadores que estiveram sempre
expostos a campos magnéticos acima do normal, durante toda a sua
carreira laboral, apresentaram uma taxa de incidência de leucemia 2,5
vezes superior à dos outros trabalhadores.
• Um estudo realizado por investigadores franceses e canadianos, numa
população de 223292 trabalhadores de duas grandes empresas indus-
triais canadianas e de uma empresa pública francesa, mostrou que os
trabalhadores que contraíram leucemia pertenciam aos recursos
humanos que se encontravam expostos cumulativamente a campos
magnéticos. Todavia, os resultados globais obtidos não encontraram
90
qualquer associação positiva entre os casos de cancro estudados e a
exposição a campos electromagnéticos.
• Outro estudo, realizado em 1995 por um grupo da University of North
Carolina, que envolveu 138000 trabalhadores da indústria electrotécnica
americana, no período 1950-1986, não suporta igualmente qualquer
associação positiva entre leucemia e exposição a campos electro-
magnéticos.
• Um estudo, também bastante completo, realizado na Suécia, incluiu a
análise da exposição a campos eléctricos e magnéticos em 1015 postos
de trabalho diferentes, e envolveu mais de 1600 pessoas de 169
profissões diferentes. Foi encontrada uma associação positiva entre a
exposição a campos electromagnéticos e a leucemia, tendo igualmente
sido concluído que aumenta o risco de desenvolvimento de tumores
cerebrais em indivíduos do sexo masculino abaixo dos 40 anos, quando
expostos a campos iguais ou superiores a 0,2 μT.
• Um outro estudo, também realizado na Suécia, e que incluiu aproxi-
madamente 400000 pessoas que viveram a 300 m ou menos de linhas
aéreas de transporte de energia pelo menos durante um ano, entre 1960
e 1985, permitiu afirmar que as pessoas expostas a campos magnéticos,
em casa ou no posto de trabalho, apresentavam uma probabilidade de
contrair leucemia 4 vezes superior à das outras pessoas, habitando em
zonas afastadas.
• Um estudo realizado no Canadá, que apresentou como objectivo
analisar a acção cumulativa dos efeitos dos campos eléctricos e dos
campos magnéticos sobre o desenvolvimento de cancros, e cujo grupo
de análise era constituído por trabalhadores electrotécnicos da empresa
Canadian Power Company Ontario Hydro, mostrou haver um risco
acrescido de contracção de leucemia, na medida em que, para os níveis
mais elevados de exposição simultânea a campos eléctricos e magné-
ticos, os valores do OR situavam-se entre 3,51 e 11,2.
Saliente-se que, apesar da maioria dos estudos epidemiológicos dizerem
respeito à associação entre a leucemia e a exposição a campos magnéticos de
reduzidíssima frequência, os efeitos dos campos eléctricos são igualmente
91
bastante importantes, talvez mesmo ainda mais, na medida em que, naquele
último estudo, assim como noutro mais recente, realizado nos Estados Unidos
em 2000, constatou-se igualmente que a exposição a campos eléctricos de
intensidades entre 10 V/m e 40 V/m aumenta consideravelmente o risco de
desenvolvimento de leucemia.
c) Cancro Cerebral O cancro do cérebro, que é o órgão principal do nosso sistema nervoso central,
não é muito frequente, sendo as causas desta doença primariamente desco-
nhecidas, apesar dos factores que estão na origem de outros tipos de cancro,
tais como a exposição a radiações químicas e electromagnéticas, o tabaco, a
alimentação, e o consumo excessivo de álcool, estejam igualmente associadas
ao desenvolvimento deste tipo de cancro.
Vejam-se os resultados dos estudos epidemiológicos relativos à associação
entre o cancro do cérebro e a exposição a campos electromagnéticos:
• Num estudo realizado na Suécia, e publicado em 1994, incidindo sobre
trabalhadores dos caminhos de ferro, concluiu-se haver um aumento
não significativo de leucemias, cancro do cérebro, cancro da glândula
pituitária, e de linfomas.
• Num estudo publicado em 1994, e realizado no Canadá e em França,
tendo incidido em trabalhadores de três grandes empresas do sector
eléctrico produtor, e que incluiu 250 casos de cancro do cérebro,
constatou-se também não haver um aumento significativo da doença em
trabalhadores sujeitos a campos magnéticos mesmo superiores a 3,15
μT.
• Outro estudo, realizado entre trabalhadores de empresas produtoras de
energia eléctrica, estimou que o risco de desenvolvimento de cancro no
cérebro aumenta 1,94 por μT-ano de exposição a campos magnéticos.
• Os resultados de um estudo levado a cabo com a finalidade de reportar
uma possível associação entre o desenvolvimento de cancros cerebrais
em crianças, e a exposição a campos electromagnéticos por parte dos
progenitores durante o ano imediatamente anterior à concepção,
92
encontrou um OR entre 1,12 e 1,31, o que significa que não existe uma
associação positiva significativa.
• Concluiu-se haver uma associação positiva entre a exposição a campos
eléctricos e magnéticos e o desenvolvimento de cancros em trabalha-
dores de empresas produtoras de energia eléctrica.
De um modo geral, com base na grande maioria dos estudos epidemiológicos
efectuados em vários países, não se poderá dizer que existe uma associação
positiva significativa entre o desenvolvimento de cancro cerebral e a exposição
a campos electromagnéticos de frequências reduzidíssimas.
d) Cancro Mamário O cancro da mama, bastante característico dos indivíduos do sexo feminino, é
uma anomalia que se refere ao desenvolvimento e proliferação errática de
células dos tecidos mamários, originando tumores que, na maioria das situa-
ções, degeneram em malignidades.
• Foram reportados casos de ocorrência de cancro da mama, na
Noruega, entre trabalhadores ligados ao sector das indústrias eléctricas.
• De acordo com um estudo realizado na Suécia, incidindo em
trabalhadores dos caminhos de ferro, com idades entre 20 e 64 anos,
concluiu-se que o risco de contrair cancro na mama é bastante elevado
no grupo de indivíduos do sexo masculino sujeito a uma maior e mais
duradoura exposição, caso dos maquinistas e dos técnicos de via.
• Outro estudo epidemiológico sueco, concluiu não haver uma associação
significativa entre o cancro da mama e a exposição a campos electro-
magnéticos gerados nas residências particulares, tendo esta conclusão
sido corroborada por um outro estudo, realizado na Finlândia.
• Num estudo dinamarquês, não foi encontrada qualquer associação
entre a incidência de cancro da mama (96 casos) em indivíduos do sexo
feminino ligados ao sector das indústrias eléctricas, com base no
número insignificante de casos encontrados: dois na gama de
exposições reduzidas (0,1 μT a 0,29 μT), e apenas um na gama das
exposições muito elevadas (> 1,0 μT).
93
• Não existe incremento do risco de desenvolvimento de cancro mamário
em mulheres, devido às exposições dos campos eléctricos e magné-
ticos originados por cobertores eléctricos.
Devido às investigações relativas aos efeitos dos campos electromagnéticos de
reduzidíssima frequência sobre os níveis de melatonina, levantou-se a hipótese
de que a exposição a esses campos poderia ser um risco para o desen-
volvimento deste tipo de carcinoma, com base no facto de que tais exposições
fazem diminuir a produção de melatonina, que é uma hormona protectora
contra determinados tipos de cancro. Contudo, os resultados obtidos a partir
dos estudos epidemiológicos realizados, parecem indiciar que, na prática, a
exposição a campos electromagnéticos não incrementa o risco de desen-
volvimento do cancro da mama.
e) Cancro Pulmonar Presentemente, não se encontrou ainda qualquer explicação científica para
justificar a relação entre a exposição a campos electromagnéticos e o desen-
volvimento do cancro do pulmão, tendo essa associação sido analisada em
diversos estudos, que confirmam de facto haver uma associação positiva,
como se discrimina seguidamente:
• A exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência,
não só em locais residenciais mas nos locais de trabalho, conduz a um
excesso de ocorrências de cancro pulmonar.
• A exposição a campos electromagnéticos transitórios de elevada fre-
quência, em instalações de produção e transporte de energia, aumenta
de forma significativa o risco de se contrair cancro do pulmão, como o
demonstra um estudo epidemiológico realizado no Canadá e em França,
que obteve para o OR um valor bastante elevado – 3,1. Outro estudo
realizado igualmente no Canadá concluiu que o aumento do risco,
também para trabalhadores expostos a linhas de transporte de energia,
se situa em 1,84.
• Um interessante estudo realizado pelo Medical Physics Research Centre
da Bristol University, no Reino Unido, concluiu que a exposição a
campos magnéticos representa uma possibilidade de aumento de casos
94
de cancro do pulmão. Esta conclusão baseia-se no facto, demonstrado
nesse estudo, da aptidão que os campos eléctricos gerados por linhas
eléctricas de transporte de energia possuem para atrair e concentrar
átomos de radão, que é um gás radioactivo, na vizinhança dessas
linhas. Por sua vez, quando os átomos de radão são gerados de uma
forma rápida atraem moléculas de água presentes no ar, desenvolvendo
nelas aerosóis ultrafinos, com uma dimensão de 10 nm.
f) Cancro da Pele Este tipo de cancro, infelizmente em rápida expansão, representa já cerca de
metade do universo dos novos tipos de cancro na Europa e nos Estados
Unidos. Apesar de todos os tipos humanos o poderem contrair, os grupos de
maior risco são constituídos por pessoas de pele muito clara, ruivos, louros, e
com olhos claros.
Os estudos epidemiológicos realizados até agora, permitiram constatar da exis-
tência de uma associação francamente positiva entre o desenvolvimento de
cancros de pele e a exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima
frequência, sendo de salientar o estudo realizado pelo grupo citado na alínea
anterior, sediado na Bristol University, e que examinou a incidência de cancros
na pele em pessoas que residem a cerca de 20 m ou menos de linhas de
transporte de energia, em Devon e na Cornualha, tendo concluído haver um
aumento significativo de casos. Além disso, a população alvo desse estudo foi
catalogada em dois grupos, em função da sua proximidade das linhas de trans-
porte – o primeiro grupo compreendia as pessoas que residiam muito próximo
das linhas, por conseguinte sujeitas a elevados níveis de radão, enquanto que
o segundo grupo era constituído pelas restantes pessoas, mais afastadas, e
portanto sujeitas aos níveis mais baixos de radão. Como conclusão, constatou-
-se que o risco inerente às pessoas do primeiro grupo aumentou ainda mais.
g) Cancro da Próstata Este tipo de cancro é bastante comum nos indivíduos do sexo masculino,
sobretudo acima dos 55 anos de idade, uma vez que o risco aumenta com a
idade. As células cancerígenas são primeiramente formadas na próstata,
95
podendo seguidamente transformar-se em metástases que irão afectar outras
partes do corpo, sobretudo os ossos e outras estruturas selectivas.
Um estudo publicado em 1998, envolvendo utilizadores de cobertores eléctri-
cos e camas com colchões de água aquecida, não encontrou qualquer
associação positiva entre a incidência deste tipo de cancro e a exposição,
mesmo por períodos continuados, a campos electromagnéticos de reduzida
energia.
3.3.3. Estudos Epidemiológicos de Doenças Não Cancerosas Além dos estudos epidemiológicos relevantes associados à incidência de doen-
ças cancerosas, têm igualmente vindo a ser realizados outros estudos não
menos importantes, relativos à associação entre a incidência de doenças não
cancerosas e a exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima fre-
quência, como se discrimina seguidamente.
a) Doença de Alzheimer e Demência Esta doença, descrita pelo médico alemão Alois Alzheimer em 1906, é a mais
comum das doenças da terceira idade, afectando actualmente mais de 20
milhões de pessoas em todo o mundo, com tendência para aumentar devido ao
incremento do número de idosos com mais de 65 anos, sobretudo nos países
desenvolvidos, motivado pelo aumento da esperança média de vida. É uma
doença do foro neurodegenerativo, progressiva e irreversível, afectando áreas
específicas do cérebro normalmente em idosos com mais de 65 anos de idade.
O seu diagnóstico inclui sintomas de demência – perdas de memória e das
funções mentais –, e exclui outras causas como a doença de Parkinson, os
traumas na cabeça, o alcoolismo, e os derrames cerebrais.
Quanto às suas causas, existem diversas possibilidades, incluindo alterações
genéticas indirectas iniciadas e induzidas pela acção de campos electro-
magnéticos, tendo diversos estudos de incidência epidemiológica permitido
chegar às seguintes conclusões:
• Pessoas expostas a campos de elevada intensidade, nos seus locais de
trabalho, como por exemplo os operadores de máquinas de costura,
apresentam um risco de contrair a doença três a cinco vezes mais alto.
96
• O risco é igualmente elevado em carpinteiros, electricistas, e em
montadores de equipamentos eléctricos e electrónicos, assim como em
operadores de máquinas ferramentas portáteis.
• A exposição a campos electromagnéticos nos locais de trabalho poderá,
possivelmente, influenciar o desenvolvimento de demência.
b) Esclerose A esclerose lateral amiotrófica (amyotrophic lateral sclerosis) é uma doença
neurológica progressiva e fatal. É uma degeneração avançada das células
cerebrais que comandam os nervos motores (neurónios motores superiores), e
da espinal medula (neurónios motores inferiores) – quando os neurónios moto-
res superiores deixam de enviar impulsos aos músculos, estes começam a
atrofiar originando fraqueza que se transformará gradualmente em paralisia.
Por outro lado, esta doença não afecta as capacidades intelectuais, a visão, a
audição, o paladar, o cheiro, a actividade sexual, os intestinos, e o aparelho
urinário. Quanto à associação entre o desenvolvimento desta doença e a
exposição a campos electromagnéticos, os poucos estudos realizados indiciam
que, de facto, existe alguma relação directa, sobretudo em pessoas expostas a
esses campos nos seus locais de trabalho – exposição ocupacional.
c) Depressão e Suicídio A depressão é uma doença cada vez mais comum, que pode afectar qualquer
pessoa, indiscriminadamente. Caracteriza-se por um desinteresse pela vida, e
afecta pensamentos, sentidos, saúde física, e a vida privada e profissional,
sendo um factor de risco conducente ao suicídio. Como conclusão dos estudos
realizados, é possível haver uma reduzida asso-ciação entre a exposição a
campos electromagnéticos e a depressão, contudo entre a exposição e a
tendência para o suicídio, nada indica que exista qualquer relação.
d) Doenças Cardíacas Alguns estudos concluíram não haver uma associação positiva entre a expo-
sição a campos electromagnéticos de reduzidíssimas frequências e doenças ou
alterações cardíacas, enquanto que outros afirmam o contrário, como sucede
com os resultados de um estudo que se apresentou no capítulo 2.
97
3.3.4. Estudos Relevantes sobre Terminais de Computador e Outros Electrodomésticos Ao longo dos anos, não só as instituições de investigação mas também os pró-
prios fabricantes têm vindo a realizar estudos intensivos com a finalidade de
determinar quais os riscos para a saúde derivados da exposição aos écrãns
dos monitores (vídeo display terminals VDTs) utilizados nos computadores.
Apesar de serem construídos de acordo com todas as normas de segurança
em vigor, e com a garantia dos próprios fabricantes de que não existem perigos
que coloquem em risco a saúde dos utilizadores, há ainda bastantes dúvidas e
opiniões contrárias.
De facto, existem diversos mecanismos físicos e biofísicos associados à utili-
zação e exposição aos VDTs, tais como dores de cabeça, náuseas, fadiga
ocular, manchas na vista, tensão nos músculos oculares, ardor e irritação nos
olhos. Se bem que as alterações visuais sejam passageiras e não tenham
consequências sérias, quando a vista se encontra bastante cansada diminui o
ritmo de trabalho e podem suceder-se erros. Por outro lado, os utilizadores
intensivos de computadores podem vir a sofrer de dores posicionais no
pescoço e nas costas, assim como no punho que manipula o rato e nos
ombros, sendo estas anomalias classificadas pelos médicos de saúde ocupa-
cional como sendo “danos de esforço repetitivo”, sendo também possível que
surja alguma tensão psicológica.
Eis os resultados de diversos estudos epidemiológicos levados a cabo:
• Não há qualquer relação entre os efeitos dos campos electromagnéticos
emanados dos monitores e doenças oftalmológicas, incluindo cataratas.
• O trabalho feminino com computadores, consequentemente com a utili-
zação, mesmo intensiva, de VDTs, não aumenta o risco de deficiências
nos fetos nem de abortos espontâneos
Quanto à influência dos campos electromagnéticos com origem em eléctrodo-
mésticos, constata-se o seguinte, com base nos estudos epidemiológicos
realizados:
• Um estudo realizado no Colorado, Estados Unidos, no sentido de inves-
tigar a relação entre a utilização de camas de água aquecidas e de
98
cobertores eléctricos, e o desenvolvimento da gravidez, especialmente o
tempo de gestação,o peso dos recém-nascidos, o desenvolvimento de
anormalidades, e as perdas de fetos por aborto espontâneo, e que
envolveu uma população de 1806 famílias em relação às quais ocorreu
um nascimento, em 1982, em dois hospitais de Denver, permitiu concluir
que a utilização daqueles dois equipamentos durante o tempo de
gravidez poderá causar efeitos adversos na saúde dos fetos.
• Um outro estudo, mais recente, publicado em 1992, e realizado no
Estado de New York, constatou que as progenitoras de fetos defeituosos
não estiveram nem mais nem menos tempo expostas aos campos
electromagnéticos gerados por camas aquecidas, que a generalidade de
outras mães.
• Um estudo desenvolvido na Finlândia e publicado em 1993, realizado
numa população de 443 mulheres saudáveis, voluntárias, que tentaram
engravidar no período 1984-1986, concluiu que não existe qualquer
associação positiva entre o desenvolvimento de abortos espontâneos e
a exposição a campos magnéticos gerados por cobertores eléctricos.
Os estudos epidemiológicos apresentam a vantagem de permitirem a obtenção
de informação valiosa relativamente aos seres humanos, mais do que aquela
que é possível obter através de estudos em células humanas ou em animais.
Todavia, convém salientar que estes últimos estudos têm um carácter estrita-
mente científico, com o objectivo de determinar, por exemplo, quais são os
mecanismos físicos e biológicos da interacção entre a exposição a campos
electromagnéticos e o desenvolvimento de determinadas doenças, enquanto
que os primeiros são estudos essencialmente estatísticos, mas que permitem
avaliar da existência ou não daquela interacção, através do processamento dos
dados obtidos por amostragem.
Considerando todas as evidências acerca dos efeitos nocivos da exposição a
campos electromagnéticos, obtidas através dos estudos epidemiológicos,
parece não haver uma ligação sólida com o desenvolvimento de cancro e
outras anomalias, que possam satisfazer as dúvidas que se levantam na
opinião pública se, de facto, existem ou não efeitos nocivos para os sistemas
biofísicos. Todavia, na medida em que as evidências mostram haver algumas
99
situações fora do que é normal e esperado, a atitude correcta a adoptar
consistirá em admitir a existência de riscos possíveis. Adicionalmente, apesar
de não haver bases científicas teóricas e experimentais que, de uma forma
concisa e consistente, possam justificar essa existência de riscos, o carácter
penetrante dos campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência em
relação ao ambiente que nos rodeia e a nós próprios, fará igualmente com que
aquela atitude passe por não ignorar não só a existência desses campos mas
também a mais remota das sugestões de risco para a saúde humana. Ou seja,
deverá estar sempre presente a seguinte questão: “Poderão os campos
eléctricos e magnéticos gerados por toda a panóplia de equipamentos utili-
zados na produção, transporte, distribuição e utilização de energia eléctrica,
desde os grandes geradores das centrais até às utilitárias máquinas de barbear
e escovas eléctricas de lavagem dos dentes, causar problemas de saúde?”
3.4. NORMAS DE SEGURANÇA E REGULAMENTAÇÃO 3.4.1. Normas de Segurança Uma norma de segurança é um documento normalmente elaborado por um
grupo de reconhecidos especialistas na área, oriundos não só do tecido
industrial mas também do sector académico, com investigação desenvolvida e
reconhecida na área de elaboração dessa norma. Esse documento explicita,
relativamente ao assunto a que diz respeito, determinados níveis, designados
por níveis de segurança, que têm como objectivo assinalar que, por exemplo,
acima desses níveis existe risco para a saúde humana. É o caso da exposição
a campos electromagnéticos, em que as respectivas normas de segurança
indicam quais os níveis máximos de exposição, acima dos quais poderão
ocorrer riscos para a saúde. Como tal, a elaboração deste tipo de normas
pressupõe os seguintes passos:
• Identificação dos perigos.
• Selecção do nível de exposição mais adequado, abaixo do qual o meio
envolvente se poderá considerar seguro, isto é, isento dos perigos iden-
tificados.
No caso da exposição a campos electromagnéticos, note-se que o nível
máximo de exposição representa não uma linha exacta de separação entre
100
perigo e segurança, mas sim um possível risco para a saúde humana, que é
tanto mais elevado quanto maior for o afastamento por excesso em relação
àquele nível. Saliente-se que as incertezas e indefinições inerentes à activi-
dade das agências de normalização para conseguirem, de uma forma o mais
consensual e segura possível, definir os níveis máximos de exposição mais
aconselháveis em locais ocupacionais e em locais residenciais, têm sido
devidas à ausência de mecanismos de interacção, reconhecidos cienti-
ficamente, entre saúde humana e campos electromagnéticos,
Veja-se de seguida qual a situação, sobretudo nos países mais industrializados
e desenvolvidos, no que respeita a regulamentos e normas de segurança
relativos à protecção contra a exposição a campos electromagnéticos de redu-
zidíssima frequência.
Os primeiros regulamentos foram elaborados na União Soviética, em 1975,
contudo a norma que conseguiu reunir um consenso mais alargado foi
composta pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), em 1991,
norma essa aprovada em 1992 pelo American National Standards Institute
(ANSI), com a referência ANSI C95.1-1992. Esta norma de segurança
recomenda que a exposição média para cada período de seis minutos e para
cada secção do corpo humano não deverá exceder 0,614 kV/m para campos
eléctricos e 163 A/m (205 μT) para campos magnéticos. O objectivo destes
níveis consiste em manter as intensidades das correntes induzidas no corpo
humano bastante inferiores ao valor mais baixo correspondente à corrente de
excitação das células electricamente excitáveis.
Além desta norma, outras instituições de outros países têm vindo a trabalhar,
há já bastante tempo, no sentido de estabelecerem a sua própria regulamen-
tação de segurança. É o caso da Austrália, através do Australian Radiation
Laboratory (ARL) e do National Health and Medical Research Council (NH &
MRC), do Canadá, da Commonwealth of Massachusetts, da República Federal
Alemã (FRG), da North Atlantic Treaty Organization (NATO), da United States
Air Force (USAF), e da União Soviética (USSR). No quadro 3.2, para todos
estes regulamentos, mostram-se os níveis de segurança relativos à exposição
a campos magnéticos em áreas ocupacionais (locais de trabalho) e em áreas
públicas, indicando-se, dentro de parêntesis, as datas de publicação e entrada
em vigor dos regulamentos de segurança discriminados.
101
Instituição / País Níveis de exposição (μT)
Locais ocupacionais
Locais públicos
ANSI/IEEE (1991) 205 205
Austrália: NH & MRC (1989) 500 100
Canadá (1989) 5,01 2,26
Com. of Massachusetts (1986) 1,99 -----
FRG (1986) 314 314
NATO (1979) 3,27 -----
USAF (1987) 1,99 1,99
USSR (1985) 1760 -----
Quadro 3.2 – Normas de segurança e limites de exposição para campos magnéticos,
adoptados por diferentes organismos e países.
Como se constata, ao observar-se o quadro 3.2, os valores diferem signifi-
cativamente de país para país – por exemplo, 1760 µT na União Soviética
contra apenas 1,99 µT no Massachusetts, nos Estados Unidos –, devendo-se
essas disparidades exactamente à situação de não existir ainda uma justi-
ficação científica universalmente comprovada e aceite no que respeita aos
mecanismos de interacção entre os campos electromagnéticos e os sistemas
biofísicos.
a) Europa Suécia Este país tem sido um dos líderes no estudo e desenvolvimento de regula-
mentação respeitante à ergonomia visual e às emissões de campos electro-
magnéticos em relação aos monitores de computadores (VDTs).
A Direcção Nacional para a Saúde e Segurança Ocupacional e o Instituto
Sueco de Protecção contra Radiações, MPR – Mät-och Provningsrådet –,
foram encarregues da tarefa de investigar a necessidade da existência de
regulamentação e das consequências da introdução de ensaios obrigatórios de
VDTs, tendo sido introduzidos em 1987, de forma não obrigatória, proce-
dimentos de ensaios. O método imposto, designado por MPR-I, especificava
um máximo de 0,05 µT para campos magnéticos de muito baixa frequência, na
gama entre 1 kHz e 400 kHz, a 50 cm de afastamento directo dos ecrãs.
102
Todavia, como esse método foi considerado como sendo embaraçoso e difícil
de avaliar, em Julho de 1991 foi criado um novo método, designado por
MPR-II, que especifica níveis máximos inferiores a 0,25 µT para as emissões
provenientes de campos magnéticos de reduzidíssima frequência na banda de
5 Hz a 2 kHz (banda 1), e máximos inferiores a 0,025 µT para as emissões de
campos magnéticos de muito baixa frequência na banda de 2 kHz a 400 kHz
(banda 2).
Este método engloba igualmente normativas relativas a ergonomia visual
(focagem, distorção de caracteres, tremura do ecrã), emissão de raios X,
potencial electrostático, descargas electrostáticas, e campos eléctricos sinu-
soidais.
Adicionalmente, a Confederação Sueca de Trabalhadores TCO, que representa
mais de um milhão de empregados, considera que deveriam ser adoptados
limites mais restritivos, da ordem de 0,2 µT para as emissões de campos
magnéticos extremamente reduzidos, a 30 cm da parte da frente dos ecrãs e a
50 cm das restantes estrutura dos monitores, sendo a justificação baseada no
facto de que níveis superiores a esse valor poderiam estar associados ao
aumento do risco de cancro, assim como de que os utilizadores de compu-
tadores normalmente têm a sua cabeça, mãos e tórax a menos de 50 cm de
distância.
Note-se que as normas TCO mais recentes incluem também linhas de conduta
relativas a consumos de energia, iluminância, tremura do ecrã, e utilização do
teclado.
Em termos resumidos, no quadro 3.3 expõem-se os limites recomendados pelo
MPR-II assim como pelo TCO, não só no que respeita a campos eléctricos mas
também a campos magnéticos.
É de salientar que alguns especialistas questionam a validade do limite de
0,025 µT para as emissões de campos magnéticos de muito baixa frequência,
justificando a sua posição no facto de que estes campos contêm muito mais
energia que as emissões de campos magnéticos de reduzidíssima frequência.
Esses especialistas mostram que, se os níveis de indução são utilizados para
medir a quantidade de energia da radiação, então o nível de 0,25 µT para
campos de reduzidíssima frequência corresponde a um nível de 0,001 µT para
campos de muito baixa frequência.
103
Gama de frequências MPR-II TCO
Campos eléctricos
Campos estacionários ± 500 V ± 500 V
CRF (5 Hz – 2 kHz) ≤ 25 V/m ≤ 10 V/m
CMF (2 kHz – 400 kHz) ≤ 2,5 V/m ≤ 1 V/m
Superiores a 400 kHz ----- -----
Campos magnéticos
CRF (5 Hz – 2 kHz) ≤ 0,25 µT ≤ 0,2 µT
CMF (2 kHz – 400 kHz) ≤ 0,025 µT ≤ 0,025 µT
Superiores a 400 kHz ----- ----- CRF – campos eléctricos e campos magnéticos de reduzidíssima frequência
CMF – campos eléctricos e magnéticos de muito baixa frequência
Quadro 3.3 – Normas de segurança e limites de exposição para campos eléctricos
e campos magnéticos, utilizados na Suécia.
Reino Unido Neste país, o National Radiological Protection Board (NRPB) estabeleceu
recomendações acerca dos níveis máximos do campo eléctrico e do campo
magnético, para as frequências de 50 Hz e de 60 Hz, sem distinção entre locais
ocupacionais e locais públicos em geral, como se mostra no quadro 3.4. Os
níveis aconselhados foram estabelecidos com base nas correntes induzidas no
corpo humano, de elevadas intensidades, não sendo relevantes para as preo-
cupações da opinião pública relativamente ao desenvolvimento de doenças
cancerígenas e outras anomalias de saúde.
Gama de frequências Campo eléctrico (kV/m)
Campo magnético (µT)
50 Hz 12 1600
60 Hz 10 1330
Quadro 3.4 – Limites de exposição para campos eléctricos e campos magnéticos,
utilizados no Reino Unido.
Alemanha De acordo com a Lei Federal de Controlo da Poluição, os limites para os
campos eléctricos e magnéticos para sistemas de transporte de energia
104
eléctrica de tensão igual ou superior a 1000 V, são respectivamente 5 kV/m e
100 μT, para a frequência de 50 Hz, e 10 kV/m e 300 μT para a frequência de
16 2/3 Hz, utilizada nas linhas ferroviárias electrificadas. Em determinadas
circunstâncias, especificadas nas normas, os limites para as densidades de
fluxo podem ser excedidos em 100 % em períodos de curta duração, o mesmo
sucedendo no que respeita aos limites dos campos eléctricos dentro de áreas
reduzidas.
b) Estados Unidos Neste país não existem normas governamentais sobre a exposição a campos
eléctricos e magnéticos, contudo, alguns estados, têm as suas próprias linhas
de conduta relativamente aos níveis de exposição a campos eléctricos nos
terrenos circundantes de linhas aéreas de transporte de energia, a 60 Hz, em
relação aos quais os proprietários dessas linhas aéreas têm garantia de direitos
de construção não só de linhas mas também de centrais e de subestações
(terrenos concessionados, designados como rights-of-way ROW na literatura
técnica americana).
Por outro lado, somente os estados de New York e da Florida fixaram os níveis
máximos para exposição a campos magnéticos entre 15 μT e 25 μT, nos
limites daqueles terrenos concessionados (edge of ROW), mostrando-se os
níveis adoptados nos quadros 3.5 e 3.6. Estas recomendações tiveram como
objectivo assegurar que as futuras linhas de transporte de energia não exce-
deriam esses limites.
Quanto aos restantes estados têm sido relutantes em estabelecer limites
devido às incertezas inerentes a esses próprios limites.
Um organismo independente norte-americano, a American Conference of
Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), recomenda um limite de 614 V/m
para exposição a campos eléctricos nos locais de trabalho, para uma gama de
frequências situada entre 30 kHz e 3000 kHz, e 205 μT para campos magné-
ticos entre 30 kHz e 100 kHz. Como complemento, expõe-se no quadro 3.7 os
limites recomendados por esse organismo, para campos eléctricos e magné-
ticos a 60 Hz, em locais de trabalho, sendo de destacar a preocupação com a
saúde de trabalhadores com pacemakers cardíacos.
105
Estados Campo eléctrico (kV/m)
ROW Edge of ROW
Florida 8 (1) 10 (2)
2
Minnesota 8 -----
Montana 7 (3) 1
New Jersey ----- 3
New York 11,8 11 (4)
7 (3)
1,6
Oregon 9 -----
(1) – para linhas aéreas em duplo circuito (69 – 230 kV) (2) – para linhas aéreas com um único circuito (500 kV)
(3) – limite máximo para passagens aéreas superiores sobre as linhas (4) – para linhas de 500 kV, em determinados ROW
Quadro 3.5 – Limites de exposição para campos eléctricos, utilizados em alguns
estados dos Estados Unidos.
Estados Campo magnético (edge of ROW) (µT)
Florida 15 (1)
20 (2)
25 (3)
New York 20 (4)
(1) – para linhas aéreas em duplo circuito (69 – 230 kV) (2) – para linhas aéreas com um único circuito (500 kV)
(3) – para linhas de 500 kV, em determinados ROW (4) – para linhas de tensão superior a 230 kV
Quadro 3.6 – Limites de exposição para campos magnéticos, utilizados
nos estados da Florida e de New York.
Frequência de 60 Hz Campo eléctrico (kV/m)
Campo magnético (µT)
Limites máximos 25 1
Trabalhadores com pacemakers
≤ 1 0,1
Quadro 3.7 – Limites de exposição para campos eléctricos e campos magnéticos,
nos locais de trabalho, recomendados pelo organismo americano ACGIH.
106
c) Normas ICNIRP Em 1989, o International Radiation Protection Association (IRPA) aprovou,
interinamente, as linhas de conduta relativas à exposição a campos electro-
magnéticos de reduzidíssima frequência, preparadas pela sua International
Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), estando os limites
recomendados expostos no quadro 3.8, para a frequência de 50 Hz. Saliente-
-se que estas recomendações resultaram de um trabalho de cooperação com a
World Health Organization (WHO), assim como com a United Nations
Environment Program (UNEP), sendo o seu objectivo a prevenção das
correntes eléctricas induzidas nas células, assim como a estimulação nervosa,
que é sabido ocorrerem com níveis de campos eléctricos e magnéticos típica-
mente superiores aos que se verificam em áreas residenciais e de trabalho.
É de notar que os limites apresentados foram estipulados unicamente para se
evitarem riscos imediatos, não tendo sido considerados os riscos inerentes a
exposições prolongadas, mesmo de nível reduzido, daí que, em Abril de 1998,
o ICNIRP reviu as suas normas, passando a recomendar, para locais públicos
em geral, um limite de 100 μT para 50 Hz, e 84 μT para 60 Hz, enquanto que,
para os locais de trabalho, os limites passaram a ser de 500 μT a 50 Hz e 420
μT a 60 Hz. Por sua vez, as normas australianas adoptaram as linhas de
conduta do ICNIRP, sendo de 0,5 μT o limite para locais ocupacionais, para
uma exposição de 8 horas, e acima de 5 μT para 2 horas de exposição. Para
outros locais, o limite recomendado é de 0,1 μT.
Exposição Campo eléctrico (kV/m)
Campo magnético (µT)
Locais ocupacionais
Dia inteiro 10 0,5
Período curto (2 horas/dia) 30 5
Membros (braços/pernas) ----- 25
Locais públicos
Dia inteiro 5 0,1
Poucas horas diárias 10 1
Quadro 3.8 – Limites de exposição para campos eléctricos e campos magnéticos,
a 50 Hz, recomendados pelos organismos internacionais IRPA/ICNIRP.
107
Tendo em atenção que as regulamentações que se apresentaram anterior-
mente consagram níveis de exposição relativos a campos eléctricos e magné-
ticos, para melhor compreensão da separação entre campos eléctricos e
campos magnéticos de frequência reduzidíssima, considere-se o exemplo
simples, mas evidente, de um simples candeeiro de secretária, como se mostra
esquematicamente na figura 3.13. Quando a lâmpada se encontra apagada,
como os condutores se encontram em circuito aberto, mas sob tensão, existe
apenas campo eléctrico, que é perpendicular aos condutores. Todavia, quando
se fecha o circuito, isto é, quando se acende a lâmpada, o campo eléctrico
mantém-se devido à existência da tensão, mas, uma vez que circula corrente
nos condutores, passará a existir um campo magnético devido a essa corrente,
e cujas linhas de força são circulares e concêntricas em relação aos condu-
tores.
Figura 3.13 – Campo eléctrico e campo magnético num candeeiro
(a) – lâmpada apagada, existência apenas de campo eléctrico
(b) – lâmpada acesa, existência simultânea de campo eléctrico
e de campo magnético
3.4.2. Avaliação dos Campos Electromagnéticos Tendo em atenção que os regulamentos e as normativas de segurança reco-
mendam níveis máximos de exposição a campos eléctricos e magnéticos, em
locais de trabalho e em locais públicos em geral, torna-se necessário efectuar
medições desses campos, obedecendo, contudo, a normas técnicas que
indicam os passos e os procedimentos a adoptar, sendo de salientar as
seguintes, elaboradas pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE,
e que são universalmente aceites:
108
• IEEE 644-1994, que estabelece os procedimentos para as medições de
campos eléctricos e magnéticos emitidos por linhas aéreas de
transporte de energia.
• IEEE 1140-1994, desenvolvida pela IEEE Electromagnetic Compatibility
Society, define os procedimentos para a medição de campos eléctricos
e magnéticos, de frequência 5 Hz a 400 kHz, na vizinhança muito
próxima de ecrãs de monitores de computador.
• IEEE P1140.1-1999, desenvolvida pela IEEE Computer Society, define
os locais onde as medições devem ser realizadas relativamente aos
ecrãs.
Posteriormente, os resultados obtidos nas diversas medições deverão ser ana-
lisados pelas seguintes razões:
• Avaliar o espaço comercial onde monitores de computadores ou outros
equipamentos possam ser afectados por outros sistemas eléctricos
geradores de interferências electromagnéticas.
• Prevenir condições que possam evitar exposições exageradas que com-
duzam a problemas de saúde a curto e a longo prazo.
• Avaliar o impacto de linhas eléctricas de transporte de energia e de
outros equipamentos eléctricos de grande potência, no sentido de se
elaborarem procedimentos a respeitar em novos projectos.
• Avaliar as condições de exposição em habitações e em escritórios, com
o objectivo de se confirmar a sua conformidade com os regulamentos de
segurança mais relevantes.
a) Tipos de Avaliação Na prática, existem três metodologias de medição e avaliação dos níveis dos
campos eléctricos e magnéticos:
• Avaliação normal (spot survey). É aconselhável para áreas residenciais
e comerciais de pequena dimensão, devendo as medições serem efe-
ctuadas nos pontos centrais de determinadas áreas seleccionadas,
aconselhando-se a expor os resultados obtidos sob a forma de tabelas
referenciadas relativamente a esses locais.
109
• Análise por contorno (contour survey). É aconselhável para a maioria
dos espaços comerciais e para os espaços abertos, situados nas
proximidades de linhas aéreas de transporte de energia. Para se
conduzir este processo da melhor forma, deverá ser efectuado um
mapa, tipo contorno, com a indicação de todos os pontos onde as
medições terão lugar.
• Análise dosimétrica (dosimetric survey). Para esta metodologia,
deverão ser efectuadas medições num determinado ponto fixo, em áreas
residenciais e ocupacionais, a intervalos de tempo regulares e pré-
-definidos, isto é, horas ou dias.
As medições a efectuar, assim como as análises posteriores, deverão incluir os
seguintes itens:
• Perímetro das áreas residenciais e/ou ocupacionais.
• Localização das linhas aéreas de transporte de energia, e de sub-
estações, que se encontrem próximo das áreas em análise.
• Descrição e localização dos espaços de entrada dos locais, gabinetes,
quartos, salas, áreas comuns, das celas dos postos de transformação,
dos quadros eléctricos, e dos condutores e cabos eléctricos.
b) Parâmetros de Avaliação Ao efectuar-se a análise posterior aos resultados obtidos nas medições,
convém salientar, que os níveis de exposição a campos magné-ticos variam
inversamente com a distância r em função dos equipamentos, ou seja, para
cabos ou condutores isolados, variam apenas com (1/r); para cabos ou fios
eléctricos com dois condutores, variam com (1/r2); e para motores, geradores,
transformadores e electrodomésticos equipados com motores, variam com
(1/r3).
Dever-se-á igualmente explicitar nos respectivos relatórios de avaliação quais
as condições climatéricas em que as medições foram realizadas, assim como a
duração dessas medições, que se podem classificar em três categorias:
• Medições usuais, que se referem à medição de parâmetros, em locais
previamente definidos, durante um curto período de tempo.
110
• Medições de longa duração, que são normalmente realizadas num
determinado local e numa determinada posição, por exemplo durante
todo um dia ou mesmo durante vários dias.
• Medições de exposição individual, em que os voluntários transportam
consigo os aparelhos de medida durante um determinado período,
normalmente 24 horas, com a finalidade de se avaliarem durante esse
período quais os diferentes níveis de exposição a que, habitualmente, se
encontram submetidos nas suas actividades diárias.
3.4.3. Estudos de Avaliação Devido à importância de que se reveste a exposição a campos eléctricos e
magnéticos, são vários os países que têm vindo a proceder a medições e
avaliações dos níveis de exposição a campos electromagnéticos de reduzi-
díssima frequência, gerados por linhas de transporte de energia, subestações,
e outros equipamentos de utilização diária, como se exemplifica seguidamente:
a) Europa No Reino Unido, em medições registadas em 200 habitações localizadas na
Inglaterra e no País de Gales, registaram-se níveis de exposição de 37 nT e 54
nT, respectivamente, valores esses obtidos por média geométrica de todos os
registos efectuados. Medições idênticas registadas em Avon, conduziram a
níveis de 19 nT, 29 nT e 42 nT, também através de média geométrica.
Na Alemanha, medições efectuadas durante mais de 3 anos em mais de 300
residências, conduziram a um valor de 32 nT, obtido por média geométrica.
Em França, obtiveram-se níveis de 0,010 µT tanto no interior como no exterior
de habitações, e apenas 5 % dos casos apresentaram níveis superiores a
0,120 µT. Os valores obtidos nas medições seguiram uma distribuição normal-
-logarítmica, tendo aqueles níveis sido obtidos por média geométrica.
Na Finlândia, como resultado de medições em 37 residências durante 24
horas, obteve-se uma média geométrica de 60 nT.
Na Noruega, nos arredores de Oslo, efectuaram-se medições personalizadas
durante 24 horas em 65 alunos que habitavam entre 28 m a 325 m de uma
linha aérea de transporte de energia a 300 kV, com correntes entre 200 A e
700 A, tendo-se obtido uma média geométrica de 15 nT.
111
b) América do Norte Nos Estados Unidos, em medições realizadas durante um período de 24 horas
em cerca de 900 habitações, obtiveram-se níveis médios de 0,06 µT, com 28 %
das habitações a apresentarem um nível superior a 0,1 µT. Concluiu-se ainda
que 11 % das casas excediam 0,2 µT, e 2 %, 0,5 µT.
Através de outro ensaio, também nos Estados Unidos, concluiu-se estatis-
ticamente que a sua população se encontra exposta, durante 24 horas, a
campos magnéticos de reduzidíssima frequência de cerca de 0,09 µT, tendo
sido igualmente observado que 14 % se encontram expostos a níveis acima de
0,2 µT, 2,5 % acima de 0,5 µT, e menos de 1 % acima de 0,75 µT.
Ainda nos Estados Unidos, no estado de Maryland e na cidade de Washington,
foi levado a cabo um ensaio relativo à emissão de campos electromagnéticos
de reduzidíssima frequência (Extremely Low Frequency ELF) e de muito baixa
frequência (Very Low Frequency VLF), em aparelhos electrodomésticos e de
lazer, tendo sido avaliadas as exposições produzidas por 72 televisores
utilizados por crianças, e 34 monitores utilizados para jogos de vídeo. Através
de média geométrica, concluiu-se que os níveis de exposição a campos
magnéticos de ELF e de VLF são, respectivamente, de 0,0091 µT e 0,0016 µT
para as crianças que vêem televisão, e de 0,023 µT e 0,0038 µT para as
crianças que praticam jogos de vídeo.
No Canadá, em medições rápidas e de longa duração efectuadas respecti-
vamente em 24 e 31 residências, concluiu-se que o nível de exposição em 24
horas, obtido por média geométrica, é de 0,107 µT, justificando-se este valor
bastante elevado pelo facto das residências sob ensaio se encontrarem muito
próximas de linhas de transporte de energia.
3.4.4. Redução dos Níveis dos Campos Electromagnéticos a) Procedimentos gerais Como é evidente, torna-se bastante importante não só para os utilizadores de
equipamentos eléctricos e electrónicos, em locais residenciais ou nos seus
locais de trabalho, mas também para a população em geral, evitar as expo-
sições a campos electromagnéticos em níveis considerados potenciadores de
riscos para a saúde. Assim sendo, apresentam-se seguidamente quais as su-
gestões a cumprir no sentido de minimizar essa situação:
112
• Efectuar o levantamento de todas as fontes emissoras de campos ele-
ctromagnéticos.
• Instalar cabos de transporte de energia eléctrica e cabos de distribuição
em baixa tensão, com condutores entrelaçados e com bainhas de aço,
para atenuar a geração e a emissão de campos magnéticos.
• Projectar as instalações eléctricas de modo a que os quadros de distri-
buição e os seus instrumentos de medida fiquem afastados de salas
ocupacionais e habitacionais.
• Instalar os eléctrodos de terra suficientemente afastados das habitações
ou dos locais de trabalho.
• Os cabos e condutores eléctricos por onde circulam correntes de
elevadas intensidades deverão ser instalados o mais afastados que for
possível de espaços de utilização frequente.
• Nas instalações de baixa tensão deverão sempre ser utilizados cabos e
fios com mais de um condutor.
• Manter determinados electrodomésticos, como termoacumuladores,
máquinas de lavar roupa, secadores de roupa, afastados de quartos de
dormir e das cozinhas.
• Evitar utilizar cobertores eléctricos nas camas e relógios de alarme nas
mesas de cabeceira.
• Utilizar blindagens magnéticas em zonas onde os níveis de geração de
campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência possam ser
elevados.
b) Monitores de Computador (VDTs) Neste equipamento, as fontes geradoras de campos eléctricos de muito baixa
frequência são as fontes de alimentação e as bobinas de deflexão, podendo
estes componentes criar um potencial superficial de alguns kilovolts, depen-
dendo da humidade, temperatura, velocidade do ar, e da concentração iónica
do ar. Como é sabido, a redução destes potenciais electrostáticos assim como
dos campos eléctricos é feita exteriormente instalando sobre o ecrã do monitor
uma placa transparente ligada à terra, e interiormente, pelos construtores,
através de uma blindagem metálica envolvente da fonte de alimentação.
113
Apesar de não haver evidências que comprovem o aparecimento de problemas
de saúde induzidos pela exposição a VDTs, é, no entanto, de todo o interesse
reduzir os níveis de exposição, adoptando as seguintes medidas:
• Utilizar VDTs de baixa radiação.
• Fazer intervalos periódicos, por exemplo de hora a hora, para reduzir o
cansaço e a tensão oculares, assim como para relaxar todo o sistema
muscular, devido à posição de trabalho.
• A maioria das emissões de campos eléctricos e magnéticos provêm dos
componentes indutivos, instalados no interior da caixa, junto às suas
paredes laterais e à parede de fundo. Como tal, deve-se evitar estar
sentado muito próximo de monitores, devendo a distância mínima à
parte traseira de outros monitores ser igual ou superior a 120 cm, como
se ilustra na figura 3.14. Além disso, esta figura mostra ainda qual a
posição ergonómica mais correcta para o corpo humano, sendo ainda
aconselhável manter a cabeça a uma distância mínima de 70 cm do
monitor.
Figura 3.14 – Posição ergonómica de trabalho, e distâncias mínimas
recomendadas entre computadores e utilizadores.
• Evitar os problemas ergonómicos, escolhendo convenientemente os assentos,
os ratos e os teclados, devendo igualmente evitar-se a utilização de materiais
metálicos mesmo nas armações de óculos, para evitar potenciar a acção dos
campos eléctricos e magnéticos.
• Não instalar computadores em quartos de dormir, nem mesmo noutras salas
junto de paredes que façam a separação para quartos, na medida em que os
114
materiais de construção são permeáveis às linhas de força dos campos
eléctricos e magnéticos.
• Antes de se utilizar um computador em pleno, deve ser deixado numa sala bem
ventilada, com o objectivo de permitir a dissipação de gases químicos ainda
presentes nos plásticos e nos componentes dos circuitos electrónicos.
• Os computadores devem ser totalmente desligados sempre que não estejam a
ser utilizados.
• Os VDTs deverão ser substituídos, assim que possível, por LCDs, na medida
em que consomem bastante menos energia e, virtualmente, não emitem
campos. Todavia, os teclados e os ratos dos novos computadores passaram a
ser as fontes emissoras uma vez que a transmissão se processa sem fios.
115
CAPÍTULO 4. RADIAÇÃO DE RÁDIO-FREQUÊNCIA
4.1. FONTES DE RADIAÇÃO DE RÁDIO-FREQUÊNCIA 4.1.1. Definições e Conceitos A rádio teve início, em termos práticos, em 1909, quando o físico e empresário
italiano Guglielmo Marconi (1874-1937) deu utilização às invenções e inova-
ções dos seus predecessores, Heinrich Hertz e Nikola Tesla, ao enviar o
primeiro sinal sem fios através do Atlântico Norte, entre Poldhu (Cornualha,
Reino Unido) e St. John, na Terra Nova, Canadá.
Desde então, a rádio, como passou a ser conhecida a telegrafia sem fios,
tornou-se uma componente essencial da vida quotidiana, representando um
dos maiores negócios da actual economia global, como se pode constatar com
a dramática expansão dos telefones celulares.
O termo rádio-frequência (RF) refere-se a uma corrente alternada que, se for
fornecida por uma antena, gera campos electromagnéticos, campos esses
adequados para serem utilizados em comunicações sem fios, rádio, televisão,
e outras aplicações industriais, científicas e médicas. A rádio-frequência cobre
uma zona muito importante e significativa do espectro de radiação electro-
magnética, estendendo-se de poucos kilohertzs, dentro da gama de audição
humana, até aos milhares de gigahertz.
De acordo com a definição do Institute of Electrical and Electronic Engineers
(IEEE), a radiação de rádio-frequência (na terminologia normalizada anglo-
-saxónica, radio frequency radiation RFR) é uma banda do espectro
electromagnético que abrange uma gama de frequências entre 3 kHz e 300
GHz. Por outro lado, a radiação de microondas (microwave MW) é usualmente
considerada como um subconjunto da RFR, apesar de, em definições
alternativas, se considerar a RF e as MW como duas regiões espectrais
separadas. Note-se que as microondas ocupam a região espectral entre 300
GHz e 300 MHz, enquanto que a rádio-frequência se estende entre 300 MHz e
3 kHz. Atendendo a que possuem características similares, a RF e as MW
serão designadas apenas como sendo a RFR, ao longo deste capítulo.
No quadro 4.1 expõem-se as aplicações e as gamas de frequências da RFR.
a) Reflexão Como é sabido, as ondas viajam linearmente, isto é, em linha recta, através do
espaço, todavia quando uma onda de RF encontra uma fronteira entre dois
meios materiais, parte da sua energia é reflectida pela superfície de fronteira,
enquanto que a restante energia será transmitida ao outro meio, como se
mostra na figura 4.15. O tipo de superfície, no que respeita à sua regularidade
e à sua dureza, exerce uma influência significativa na direcção da reflexão e da
quantidade de radiação que é reflectida.
b) Refracção este fenómeno representa a deflexão, ou mudança de direcção, que sofrem as
ondas electromagnéticas quando passam de um meio transparente para outro
meio, também transparente, como se mostra na figura 4.16. O índice de
refracção do meio, que se define como sendo a razão entre a velocidade da
onda no vácuo e a velocidade da onda no material de que é feito o meio,
determina a velocidade das ondas através dos vários materiais. Saliente-se
que este fenómeno também se encontra presente na atmosfera terrestre,
alterando assim a trajectória das ondas de rádio.
c) Dispersão Este fenómeno representa o redireccionamento da radiação electromagnética
devido à sua interacção com a matéria, sendo dependente da dimensão das
partículas que compõem as ondas e o meio material. Como se esquematiza na
figura 4.17, têm-se dois tipos de dispersão – a de Rayleigh, quando a dimensão
das partículas é similar ao comprimento de onda da radiação, e a Mie, que não
é tão dependente do comprimento de onda da radiação quanto a anterior.
145
d) Difracção Este fenómeno, que se mostra na figura 4.18, consiste no facto da radiação
electromagnética dobrar-se, encurvar-se, passar através de pequenas
aberturas, e mover-se à volta de pequenas partículas de matéria, sendo de
destacar que quanto menor for a abertura e quanto mais pequenas forem as
partículas, maior será a dobra ou a curvatura da radiação. Como exemplo
visível, quando se olha para as estrelas, o que se observa é exactamente a
difracção da sua luz, devido à passagem através das partículas de poeira
galáctica.
Figura 4.15 – Reflexão numa linha de fronteira.
Figura 4.16 – Refracção de uma onda.
Figura 4.17 – Dispersão de Rayleigh (a) e de Mie (b).
146
Figura 4.18 – Difracção de um raio incidente.
e) Transmissão e Absorção
O comprimento de onda de uma radiação electromagnética influencia signifi-
cativamente a transmissão e a absorção, na medida em que um determinado
material pode ser transmissivo para um dado comprimento de onda e absor-
vente para outro. Por exemplo, o vidro vermelho transmite luz com
comprimentos de onda da ordem de 650 nm, e absorve a cor verde, com
comprimentos de onda próximos de 550 nm.
O processo de absorção pode ser dividido em certas categorias, às quais
correspondem os modos como as moléculas armazenam energia:
• Modo térmico. Consiste no movimento de translacção, no qual os
átomos se movem vertical e horizontalmente no interior dos materiais,
gerando calor devido ao atrito e ás respectivas colisões.
• Modo vibracional. Consiste nas vibrações intramoleculares, causadas
pela agitação vibracional dos seus átomos.
• Modo rotacional. É devido à energia cinética armazenada nas
moléculas polarizadas por campos eléctricos internos, inerentes aos
materiais, campos esses que podem ser estimulados por radiações
RFR.
• Modo electrónico. Consiste nos diferentes níveis orbitais de energia,
para os quais os electrões podem ser excitados, produzindo essa
excitação nova energia de radiação quando os electrões regressam às
suas órbitas originais. Este modo pode ser igualmente estimulado
pelas radiações RFR.
A quantidade de energia que um material poderá absorver a partir da radiação
a que se encontra sujeito, depende da frequência da radiação, da intensidade
147
do feixe, assim como da duração da exposição, sendo a frequência o mais
importante destes parâmetros. Por outro lado, a intensidade do feixe é também
um factor determinante na quantidade de energia absorvida, ou seja, quanto
mais intenso for o feixe maior será essa quantidade de energia. No que
respeita à exposição, sucede o mesmo, isto é, quanto maior for a duração da
exposição, mais elevada será a quantidade de energia absorvida.
4.2.4. Mecanismos de Interacção É sabido que as ondas electromagnéticas que cobrem todo o espectro de fre-
quências interagem com a matéria viva, contudo os mecanismos de interacção
são diferentes – para comprimentos de onda inferiores a 250 μm, as moléculas
biológicas são ionizadas pela radiação ionizante, enquanto que, para compri-
mentos de onda elevados, a energia dos fotões das ondas é insuficiente para
ionizar as moléculas.
Como se constata dos quadros anteriores, as ondas propagam-se através dos
tecidos com velocidades reduzidas, sofrendo fenómenos de reflexão, refracção,
e difracção quando encontram heterogeneidades, sendo essas hetero-
geneidades e as propriedades dos diversos tecidos as responsáveis pela
redução de velocidade, assim como pela refracção e pela difracção das ondas
de radiação.
Os campos eléctricos e magnéticos E e H interagem com os materiais através
de dois modos – no primeiro, exercem forças sobre as partículas carregadas,
alterando a estrutura eléctrica que existia anteriormente; no segundo, a
estrutura eléctrica ao alterar-se produz campos eléctricos e magnéticos
adicionais. Aquela interacção, a nível macroscópico, processa-se através das
três seguintes maneiras:
a) Polarização de Cargas Eléctricas Num material inerte, isto é, não sujeito a campos eléctricos ou magnéticos
exteriores, os átomos são electricamente neutros, uma vez que o número de
protões é numericamente igual ao número de electrões, possuindo todas estas
partículas a mesma carga eléctrica, de sinais contrários entre protões (+) e
electrões (–). Porém, quando se aplica um campo eléctrico exterior E, as forças
a que essas partículas ficarão sujeitas possuem sentidos contrários, sendo
148
separadas do seu equilíbrio atómico, dando origem a um dipolo eléctrico
induzido.
b) Orientação de Dipolos Eléctricos Permanentes Os dipolos permanentes, que se encontram orientados de forma aleatória no
interior dos materiais, apresentam a propriedade de se alinharem com campos
eléctricos aplicados exteriormente, como se mostra na figura 4.19, dando esses
alinhamentos origem a novos campos eléctricos. Este movimento de cargas
condutoras é designado por deriva, e, quanto maior for essa deriva, mais
elevada é a condutividade do material.
Figura 4.19 – Orientação de dipolos eléctricos permantes.
c) Deriva de Cargas Condutoras Na figura 4.20 ilustra-se o terceiro efeito resultante da aplicação de um campo
eléctrico exterior ao material. Algumas cargas eléctricas existentes no seio dos
materiais biológicos podem mover-se, em distâncias curtas, sob a acção de
campos eléctricos exteriores, devido à sua carga ser bastante reduzida,
colidindo com outras partículas e passando a movimentar-se noutras trajectó-
rias diferentes daquelas que descrevem normalmente sem a acção dos
campos exteriores. Como resultado, as cargas livres passarão a deslocar-se
numa direcção colinear com a direcção do campo eléctrico exterior, e com
sentidos contrários, consoante o sinal eléctrico dessas cargas.
Figura 4.20 – Deriva de cargas eléctricas condutoras.
149
4.2.5. Comprimento de Onda e Dimensão dos Objectos Como se referiu já anteriormente, os campos electromagnéticos são diferentes
consoante as gamas dos respectivos comprimentos de onda. Mais concreta-
mente, as características dos campos dependem da dimensão dos objectos
quando comparada com a frequência. Deste modo, sendo d a maior dimensão
do objecto, e λ o comprimento de onda no vácuo da radiação electromagnética
a que o objecto se encontra submetido, as características da radiação podem
ser categorizadas em três escalões: λ >> d (figura 4.21), λ ≅ d (figura 4.22), e
λ << d (figura 4.23),
Figura 4.21 – Comprimento de onda superior à dimensão do objecto.
Figura 4.22 – Comprimento de onda equivalente à dimensão do objecto.
Figura 4.23 – Comprimento de onda inferior à dimensão do objecto.
150
Relativamente ao corpo humano, a energia de RF é absorvida de uma forma
mais eficiente a frequências próximas da frequência natural de ressonância do
corpo, ou seja, como a essas frequências a absorção é praticamente máxima,
será também máximo a quantidade de calor gerado.
Para frequências muito baixas, inferiores a 1 MHz, os materiais biológicos
absorvem muito pouca energia, podendo essa absorção ser significativa a
frequências de ressonância próximas de 70 MHz a 80 MHz, no caso do
homem, se o corpo se encontrar isolado da terra. Caso se encontre ao
potencial da terra, essa frequência é de 35 MHz a 40 MHz. Para a situação de
uma mulher, isolada da terra, este valor sobe para 80 MHz. Para crianças com
cerca de 5 anos de idade, a sua frequência de ressonância é normalmente
mais elevada que as dos adultos, sendo a taxa de absorção específica SAR de
cerca de 0,3 W/kg para uma taxa de absorção de radiação da ordem de 1
mW/cm2. Por conseguinte, a dimensão do corpo determina qual a frequência
que origina a maior taxa de absorção de radiação electromagnética.
4.2.6. Propagação Através de Meios Biológicos A propagação de ondas electromagnéticas em materiais biológicos pode ser
estudada física e matematicamente através das Equações de Maxwell,
definindo correctamente quais as fronteiras apropriadas. Assim sendo, e aten-
dendo a que estas equações são bastante difíceis de resolver, para se simpli-
ficar um pouco assume-se que um meio biológico é infinitamente extenso, livre
de cargas, isotrópico, e homogéneo. Note-se que um meio é isotrópico se ε é
uma constante escalar, ou seja, se os vectores deslocamento eléctrico Dr
e
campo eléctrico Er
são colineares. Por outro lado, é homogéneo quando ε, μ, e
σ são constantes (ver figura 4.22).
Figura 4.22 – Corpo biológico sujeito a radiação electromagnética.
151
Para este meio, têm-se assim as equações de Maxwell:
tBE∂∂
−=×∇
rr
tDJH∂∂
+=×∇
rrr
0=•∇ Br
0=•∇ Dr
Com a finalidade de se resolverem estas equações em ordem aos vectores
campo eléctrico e campo magnético, pode-se escrever:
=×∇∂∂
−=×∇×∇ )()( Ht
Err
μ
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
∂∂
+∂∂
−=tEE
t
rr
εσμ
2
2
tE
tE
∂
∂−
∂∂
−=
rr
μεσμ
Continuando a utilizar o cálculo vectorial, como se tem:
EEErrr 2)()( ∇−•∇∇=×∇×∇
ao utilizar-se a equação anterior, virá:
02
22 =⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
∂
∂−
∂∂
−∇ Ett
rεμσμ
Do mesmo modo, eliminando o vector intensidade do campo eléctrico entre as
Equações de Maxwell, e seguindo uma metodologia idêntica, obtêm-se:
02
22 =⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
∂
∂−
∂∂
−∇ Htt
rεμσμ
152
Por conseguinte, ambos os vectores intensidade do campo eléctrico e
intensidade do campo magnético obedecem à seguinte equação, denominada
equação da onda:
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
∂
∂−
∂∂
−∇00
2
22
H
E
ttr
r
εμσμ
Assumindo que a intensidade do campo eléctrico e a intensidade do campo
magnético são grandezas alternadas sinusoidais, tem-se, respectivamente:
ωjt=
∂∂
22
2ω−=
∂
∂
t
Quanto à equação da onda, pode-se escrever ainda:
022 =+∇ EErr
γ
sendo:
=−= σμωεμωγ j22
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
εωσεεμω j,
02
)( ,,,2
2εεω j
c−=
em que c representa a velocidade da luz no vácuo, e γ a constante de propa-
gação da onda, dada por:
βαγ j+=
sendo α a constante de atenuação, e β a constante de fase, expressa em
radianos por metro. Estas constantes características das ondas são
determinadas através das seguintes expressões:
153
2/12
,
,,, 11
2
⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜
⎝
⎛+⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
εεεω
αc
2/12
,
,,, 11
2
⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜
⎝
⎛−⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
εεεω
βc
No caso particular de se ter 1,
,,≤
εε , virá, respectivamente:
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= ,
,,
2 εεεμω
α
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
2
,
,,125,01
εεεμωβ
Por sua vez, o comprimento de onda no interior do meio é determinado através
da seguinte expressão:
βπλ 2
=
No caso da onda de radiação ser uma onda plana e uniforme, polarizada linear-
mente, e incidindo no meio segundo a direcção do eixo coordenado z, os
vectores intensidade do campo eléctrico e intensidade do campo magnético,
que têm as suas direcções respectivamente segundo o eixo x e segundo o eixo
y, e cujos valores instantâneos Ei e Hi são alternados sinusoidais, apresentam,
respectivamente, as seguintes expressões:
xztjz
i aeeEErr )( βωα −−=
yztjz
i aeeHHrr )( βωα −−=
154
tendo-se Ei = η Hi, em que η representa a impedância do material biológico,
dada pela seguinte expressão:
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−= ,
,,2
,
,,5,0378,01
εε
εε
εμη j
Quanto ao valor instantâneo do vector de Poynting, virá:
iii HEP ×=
4.2.7. Absorção em Materiais Biológicos Os tecidos biológicos, sob a acção de radiação RFR, comportam-se como
soluções de electrólitos que contêm moléculas polares, interagindo essa
radiação com esses tecidos através de condução iónica – oscilação das cargas
livres –, e da rotação das moléculas polares de água e da relaxação das
proteínas. A energia de RF absorvida é transformada em energia cinética
adquirida pelas moléculas, que se traduz na prática, por um aquecimento dos
tecidos sujeitos a radiação, podendo a transferência do calor gerado no corpo
humano para o meio envolvente processar-se através dos seguintes
mecanismos:
• Condução térmica. É um processo no qual a transferência de calor se
faz por difusão molecular, apresentando os tecidos uma baixa conduti-
vidade térmica.
• Radiação térmica. Corresponde ao calor perdido pela superfície do
corpo humano, devido à radiação.
• Convexão. É um processo no qual o calor é transferido pela acção
conjunta do movimento das moléculas e da sua difusão.
• Transpiração. Representa o calor perdido através do suor gerado na
superfície do corpo, sendo a taxa de dissipação dependente da tensão
arterial, da velocidade do vento, da temperatura exterior, e da humidade
do ar. Este mecanismo é controlado através do sistema nervoso central,
que recebe sinais dos diversos locais termosensíveis existentes no
interior do organismo.
155
Como se pode observar na figura 4.23, para uma determinada profundidade de
penetração da radiação RFR, quanto menor for a frequência maior se torna a
potência absorvida. Por outro lado, nota-se ainda que, para uma mesma
potência absorvida, a profundidade de penetração é tanto maior quanto mais
reduzida for a frequência. Interessa ainda realçar que, para frequências iguais
ou superiores a 30 GHz, não mostradas no ábaco, a profundidade de
penetração fica confinada apenas às camadas exteriores da pele.
Figura 4.23 – Potência de absorção nos músculos em função da profundidade
de penetração para diversas frequências.
Nos estudos relativos aos riscos para a saúde humana inerentes à exposição a
campos electromagnéticos, e conforme se salientou já anteriormente, o nível
de radiação deverá ser essencialmente avaliado através da SAR – specific
absorption rate (taxa de absorção específica), expressa em W/kg. Por outro
lado, para campos alternados sinusoidais, o valor médio da potência absorvida
por unidade de volume é calculado pela expressão:
2EPa σ=
sendo σ a condutividade eléctrica, e E o valor eficaz do campo eléctrico em
cada ponto do material biológico.
156
4.3. EFEITOS BIOFÍSICOS DA RADIAÇÃO DE RÁDIO-FREQUÊNCIA 4.3.1. Efeitos Biológicos Como se expôs anteriormente, existe um leque muito significativo de aplica-
ções industriais e domésticas das tecnologias de rádio-frequência, todavia,
como reverso da medalha, poderão existir potenciais riscos para a saúde
humana devido à exposição a radiações de rádio-frequência (RFR), emitidas
pelos equipamentos eléctricos e electrónicos utilizados no dia-a-dia.
A radiação de RFR possui a propriedade de interagir com os sistemas bioló-
gicos, interacção essa que depende do nível de radiação e do tempo de
exposição – níveis de radiação e de exposição elevados poderão causar danos
biológicos visíveis, enquanto que níveis reduzidos poderão também ser peri-
gosos, ou inclusivamente ser benéficos e não causar quaisquer danos visíveis
e ocultos.
A interacção dos campos electromagnéticos RF com os sistemas vivos e, con-
sequentemente, os respectivos bioefeitos, podem ser considerados em vários
níveis, incluindo o molecular, subcelular, orgânico, ou mesmo todo o corpo. De
acordo com alguns investigadores da área da biomedicina, os efeitos biológicos
devidos à radiação RFR poderão ser classificados da seguinte maneira:
• Efeitos de nível elevado (efeitos térmicos).
• Efeitos de nível médio (efeitos atérmicos).
• Efeitos de nível reduzido (efeitos não térmicos).
a) Efeitos Térmicos O aquecimento dos tecidos é um fenómeno evidente devido à absorção de
radiação RFR, aumentando a temperatura do corpo humano mesmo a despeito
da existência do processo natural de termoregulação. Saliente-se que os
efeitos térmicos são conhecidos há já bastante tempo, desde as investigações
relativamente às aplicações terapêuticas da electricidade em corrente contínua,
levadas a cabo por Faraday, Ampére, Gauss e Maxwell, e, mais tarde, por
d’Arsonval e Tesla em corrente alternada.
Muitos dos efeitos biofísicos da radiação RFR que apresentam implicações
significativas na saúde humana, encontram-se directamente associados ao
calor induzido assim como às correntes induzidas, sendo o aquecimento a
157
interacção primária dos campos de RF de altas frequências, essencialmente
acima de 1 MHz, enquanto que, para frequências inferiores a este valor, a
acção dominante traduz-se pela indução de correntes eléctricas.
Este fenómeno poderá ser perigoso, na medida em que os sistemas biológicos
alteram as suas funções normais como consequência directa das mudanças de
temperatura, sendo interessante realçar que muitos dos efeitos adversos resul-
tantes da exposição à radiação RF para frequências compreendidas entre 1
MHz e 10 GHz, se encontram associados à indução de calor que resulta num
aumento da temperatura corporal em mais de 1 oC. Adicionalmente, interessa
ainda salientar que os efeitos adversos destes aumentos de temperatura se
reflectem no desenvolvimento de cataratas, no aumento da tensão arterial, em
vertigens e tonturas, em fraqueza, desorientação e náuseas.
Durante a década de 1940, foram reportadas cataratas em animais expostos a
radiação de RF, assim como algumas situações de degeneração testicular.
Ainda durante esse mesmo período de observação, foram também reportados
casos de hemorragias entre os operadores de equipamentos de radar, o que
levou a concluir dos possíveis riscos não só para esses trabalhadores mas
também para o público em geral, quando sujeitos à exposição de energia de
RF.
Os efeitos térmicos podem ser definidos como sendo o excesso de energia que
é gerada no corpo humano, e que não consegue ser dissipada para o exterior
através do processo natural de termoregulação. Usualmente, o corpo humano
gera calor quando do consumo de alimentos, fenómeno que é conhecido como
a taxa metabólica basal (basal metabolic rate BMR), cujo valor standard, para
um indivíduo do sexo masculino com um peso de 70 kg, é aproximadamente de
1,2 W/kg. Por conseguinte, níveis de exposição comparáveis à BMR produzirão
efeitos térmicos comparáveis à termoregulação, ou seja, aparentemente ino-
fensivos. Além disso, os efeitos térmicos são bastante influenciados pela
temperatura ambiente, pela humidade relativa, e pela velocidade de deslo-
cação do ar, podendo eventualmente a presença de próteses internas ou
externas ter também alguma influência.
Para que ocorram efeitos adversos como cataratas e queimaduras de pele,
quando da exposição a radiação RFR de altas frequências, serão necessárias
densidades de potência superiores a 1000 W/m2, densidades essas que não se
158
encontram próximo de fontes convencionais de RF, mas que podem existir nas
imediações muito próximas de transmissores de grande potência, como é o
caso dos radares.
b) Efeitos Atérmicos e Não-Térmicos Existe alguma controvérsia acerca de dois aspectos relacionados com os
efeitos biológicos causados por radiação RFR de baixo e de nível intermédio:
• Será que a exposição à radiação RFR para esses níveis poderá originar
alterações biológicas perigosas, mesmo na ausência de efeitos térmicos
palpáveis? Em resposta a esta questão, têm vindo a ser desenvolvidas
várias investigações sobre a radiação com níveis extremamente redu-
zidos, tendo sido obtidos alguns resultados que tendem a confirmar
aquele facto, todavia, os conhecimentos adquiridos são ainda incon-
clusivos.
• Poderão ocorrer efeitos biológicos nocivos mesmo quando o mecanismo
de termoregulação do corpo se mantém estável, isto é, no seu nível
normal, apesar de haver absorção de energia térmica devida à radiação,
ou ainda quando esse mecanismo de termoregulação não entra em
acção por não se verificar uma alteração significativa na temperatura?
Relativamente a estas questões que se colocam com pertinência,
existem dois significados para o vocábulo técnico “efeito”. Quando,
devido à exposição a radiações, ocorre um fenómeno caracterizado por
não se verificarem alterações evidentes na temperatura do corpo, ou
seja, sem haver o despoletar do mecanismo de termoregulação,
sugerindo que os sistemas biológicos do corpo conseguem mantê-lo a
uma temperatura constante, tem-se um efeito não-térmico. Quanto ao
segundo significado, refere-se ao denominado efeito atérmico, situação
esta que corresponde à existência de efeitos biológicos mas sem o
envolvimento de energia calorífica, sendo a temperatura do corpo
mantida nos seus níveis normais através do mecanismo de termo-
regulação.
Alguma literatura sobre os efeitos da exposição a radiação RFR de nível baixo
e intermédio mostra que, para uma taxa específica de absorção relativamente
159
reduzida – inferior a 2 W/kg – poderá afectar o sistema nervoso, incluindo a
irrigação de sangue ao cérebro, a morfologia, a electrofisiologia, a actividade
neurotransmissora, e o metabolismo. Essa exposição poderá afectar igual-
mente o sistema imunitário, a morfologia genética e cromosómica, a actividade
enzimática, as funções neurológicas, a morfologia celular, a permeabilidade
iónica das membranas, a concentração iónica intracelular, as taxas de
secreção endócrinas, e induzir o aparecimento de tumores. Todavia, existem
outros estudos científicos que contradizem todos estes efeitos, causando uma
certa confusão na medida em que não explicam de uma forma convincente
quais os mecanismos de interacção responsáveis por todos esses efeitos. No
entanto, apesar dos estudos realizados até hoje não serem ainda totalmente
justificados cientificamente, é de toda a conveniência assumir que existem
riscos, que poderão ser perigosos, derivados da utilização intensiva de
telefones celulares, sobretudo por crianças, se se tiver em atenção que o seu
corpo se encontra em mutação, sendo assim todos os seus tecidos bastante
mais sensíveis à exposição a radiações, que num adulto já formado.
Inclusivamente, existe uma tendência médica que aconselha a não utilização
de telefones móveis antes dos 7 anos de idade.
Muitos investigadores consideram que os efeitos biofísicos das radiações RFR
de nível baixo e intermédio se encontram cientificamente estabelecidos. Por
exemplo, o Dr. Ross Adey, do Departamento de Bioquímica da Universidade da
Califórnia, Riverside, defende a possibilidade de tais efeitos nocivos, ao
afirmar, num artigo científico publicado em 1999, que “os efeitos biológicos das
microondas, ao nível celular, suportam os conceitos de respostas atérmicas
não controladas pelo aquecimento dos tecidos, mostrando o espectro destas
respostas biológicas haver uma dependência da amplitude e da modulação dos
impulsos dos campos RFR. As membranas das células têm sido identificadas
como o local da transdução de muitas dessas respostas, com a iniciação de
cascatas enzimáticas que ligam quimicamente os sinais de RF entre a super-
fície das células e os sistemas intracelulares, podendo atingir o núcleo e
regular o processo de crescimento e divisão das células.”
Todavia, o Dr. Keneth Foster, do Departamento de Bioengenharia da Universi-
dade da Pensilvânia, não confirma as teses do Dr. Adey, afirmando o seguinte:
“sob a perspectiva da saúde e da segurança, a questão deverá ser: Existe
160
alguma evidência de riscos elevados causados por campos electromagnéticos
de níveis reduzidos? Muitos grupos de investigação têm examinado a literatura
científica e a resposta que obtiveram é um acentuado não.” O Dr. Foster
considera ainda que existe especulação na identificação dos riscos de feno-
menos não-térmicos e ainda que a investigação realizada na área não é fiável.
Relativamente a estas posições extremadas, parece que a posição mais
correcta a adoptar deverá ser a seguinte: “Por um lado, existe já muita
investigação séria e credível sobre o assunto, que tem permitido chegar a
algumas conclusões interessantes relacionadas com os mecanismos de
interacção; por outro, parece que há outra corrente de investigadores que
desacreditam muitos dos resultados obtidos que relacionam a exposição a
radiações com o aparecimento de efeitos nocivos em sistemas biológicos. Por
conseguinte, atendendo a que esses sistemas biológicos assim como os
mecanismos reguladores das funções do corpo possuem os seus próprios
campos eléctricos, é pertinente concluir-se que, sob a acção de campos exte-
riores, esses campos interiores sofrerão alterações que, consoante a sua
intensidade, poderão provocar ou não riscos graves para a saúde.”
4.3.2. Investigações Laboratoriais Conforme se analisou na secção prévia, a radiação RFR pode induzir efeitos
térmicos e não-térmicos, não tendo estes últimos sido ainda considerados para
o estabelecimento de normas de protecção e segurança, devido a não haver
por enquanto um volume significativo de resultados científicos que demonstrem
a sua importância, apesar de se pensar que poderão induzir doenças
cancerígenas, normalmente associadas à acção dos efeitos térmicos. Um dos
aspectos importantes a ter em consideração, consiste em como é que a
energia da radiação de RF se propaga através dos tecidos biológicos – como é
que a reflexão, a refracção e a absorção têm lugar no interior do corpo? Como
é que a energia absorvida se distribui pelo interior do corpo, e durante quanto
tempo durará a sua permanência, especialmente no caso de situações de
níveis baixos de exposição, em que a temperatura não é mensurável? Quais
são as consequências daí resultantes? – Além disso, por vezes existe uma
exposição simultânea a campos de reduzidíssima frequência e a radiação RFR,
não sendo fácil analisar separadamente a influência de cada uma delas.
161
a) Efeitos Genéticos O ADN das células pode ser danificado através de agentes com um potencial
carcinogénico, designados por genotoxinas, que, por vezes, são também
referidos na literatura médica especializada como agentes genotóxicos. Como
é sabido, a danificação do ADN encontra-se na base da formação do cancro
(carcinogénese genotóxica), contudo o cancro pode também resultar de
factores que não actuam directamente no ADN nuclear (carcinogénese
epigenética).
Se os campos electromagnéticos de RF não originarem, directamente, muta-
ções genéticas, coloca-se sempre a questão de esses campos contribuírem
para o desenvolvimento de células malignas, ou para alterarem os processos
de reparação, processos estes relacionados com as mudanças no material
genético resultantes de outras alterações espontâneas. Acredita-se que as
mudanças genéticas observadas em estudos relacionados com a exposição a
radiação RFR ocorrem apenas na presença de aumentos de temperatura
significativos. Por conseguinte, em termos gerais, constata-se que, devido ao
baixo nível de energia dos fotões, aquela radiação não provoca danos directos
no ADN.
• Estudos Celulares. Apesar da radiação não ionizante, que se saiba,
não alterar o ADN, contudo a exposição a campos de RF poderá alterar
determinados processos celulares. Atendendo a que existem diversos
componentes celulares que poderão ser afectados pelas ondas electro-
magnéticas, é essencial que se realizem estudos intensivos sobre as
células, como aliás tem vindo a suceder, apresentando-se de seguida,
alguns dos resultados obtidos:
Estudos realizados na Austrália, sobre 38 ex-trabalhadores de teleco-
municações, que exerceram funções directamente nas respectivas
linhas de transmissão, mostraram não haver diferenças em termos de
saúde e riscos, relativamente a outros trabalhadores.
Estudos realizados no Iraque, no Canadá e nos Estados Unidos sobre
diferentes sistemas celulares, concluíram não existir efeitos genotóxicos
directos assim como mutações genéticas, sob a acção de radiação RFR
contínua ou em impulsos.
162
Outro estudo australiano, realizado em células de laboratório, revelou
que a exposição a frequências da ordem de 835 MHz origina mudanças
na estrutura genética.
Um estudo publicado já em 1995, e realizado na Universidade de
Washington, constatou da existência de alguns problemas em células do
cérebro em ratos expostos a 2,45 GHz, não tendo sido encontrados
efeitos significativos após 2 horas de exposição a microondas com uma
largura de impulso de 2 µs e 500 impulsos por segundo. Todavia, foram
encontradas alterações no ADN para taxas específicas de absorção
SAR de 0,6 W/kg e 1,2 W/kg, 4 horas após ter cessado a exposição às
radiações. Em ratos expostos durante 2 horas a microondas contínuas
de 2,45 GHz (SAR = 1,2 W/kg), foram encontradas alterações no ADN
cerebral quer imediatamente quer 4 horas após ter cessado a exposição.
As conclusões encontradas neste estudo são bastante importantes, na
medida em que levantaram suspeitas, não confirmadas ainda totalmente
do ponto de vista científico, sobre a ligação entre a exposição a radia-
ções RFR e o desenvolvimento de cancros. A publicação deste estudo
originou uma certa dose de controvérsia na indústria de comunicações
celulares, na medida em que indiciava, tal como outros, poucos,
investigadores, de que a radiação emitida por telefones celulares poderia
promover a formação de tumores, especialmente em utilizadores que
usam esse equipamento durante longos períodos.
Um outro estudo, sobre este tema, realizado com o apoio da empresa
americana Motorola, explorou a possibilidade da existência de danos no
ADN, em células expostas a radiação por impulsos, com frequências de
813,5625 MHz e 836,35 MHz (sistema TDMA), emitidas por telefones
celulares, numa gama de SAR compreendida entre 0,0024 W/kg e 0,024
MHz, tendo-se reportado um aumento assim como uma diminuição de
danos no ADN, dependendo da duração da exposição e do tipo de sinal.
Em termos gerais, os agentes que podem eventualmente causar danos
no material genético possuem capacidades carcinogénicos, todavia, os
estudos experimentais realizados ao nível celular, não concluem da
existência de evidências entre a exposição a radiação de RF e a
163
genotoxicidade, a não ser que a densidade de potência absorvida seja
suficientemente elevada para causar injúrias do ponto de vista térmico.
• Estudos em Animais. Na prática, enquanto os parâmetros associados
à exposição a radiações podem ser perfeitamente controlados através
de estudos celulares, a experimentação realizada em animais pode
conduzir a informações mais convincentes relativamente à existência de
consequências para a saúde. Quanto a estudos experimentais, podem-
-se citar dois deles, realizados em 1979 e em 1985, em ratos de
laboratório. No primeiro, os animais foram sujeitos a microondas pulsan-
tes de 9,4 GHz, uma hora por dia durante 5 dias por semana, enquanto
que no segundo, foram sujeitos a microondas de 2,45 GHz, tendo sido
observados um aumento nas mudanças cromossómicas e anorma-
lidades citogenéticas em espermatócitos. Em contrapartida, num outro
estudo publicado em 1998 e apoiado pela empresa Motorola, não foram
encontradas interacções entre a exposição a radiações de RF e
possíveis danos no ADN.
b) Proliferação Celular É possível haver perturbações no ciclo normal das células, como um sinal
evidente da existência de um crescimento incontrolado de células cance-
rígenas. Num estudo publicado em 1992, foi reportado um aumento na prolife-
ração de células expostas a radiação RFR de 2,45 GHz, com uma SAR de 1
W/kg, quando essa radiação é pulsante, todavia, a radiação contínua apenas
aumentará essa proliferação nas situações em que a energia absorvida é sufi-
cientemente elevada para induzir calor.
Um outro estudo recente, concluiu que a exposição a radiação RFR de baixo
nível – 0,021 mW/kg a 2,1 mW/kg –, oriunda de telefones GSM, causou a
diminuição na proliferação de células in vitro. Foi igualmente detectada uma
significativa alteração na proliferação de células, quando comparadas com
células não expostas, num outro estudo laboratorial em que as células foram
estimuladas por sinais GSM de 960 MHz.
Em contrapartida, um outro estudo realizado com células C6 glioma, expostas
a sinais TDMA com uma potência incidente de 0,1 mW/cm2, 1,0 mW/cm2 e 10
mW/cm2, não encontrou efeitos relativamente à proliferação de células.
164
c) Transformação Celular O estudo da carcinogénese foi grandemente facilitado pela descoberta da
transformação morfológica das células mamárias em cultura, envolvendo esta
transformação morfológica mudanças no controlo do desenvolvimento de
células de cultura.
Quanto a estudos realizados e publicados, num deles a transformação celular
foi induzida através do aumento da taxa de absorção específica, em células
expostas a microondas com uma modulação de 120 Hz, e com SARs entre 0,1
W/kg e 4,4 W/kg, enquanto que num outro, em que se explorou o possível
efeito entre a exposição a telefones celulares analógicos (835,62 MHz) ou
digitais (847,74 MHz CDMA), e a promoção de transformações neoplásticas,
não se encontrou diferença estatística dessas transformações entre células
expostas e não expostas.
d) Enzimas Acredita-se que a radiação RFR modulada de baixo nível poderá afectar as
actividades intracelulares das enzimas. Um estudo laboratorial canadiano,
explorou a situação interrogativa se os campos de RF modulados a frequências
reduzidíssimas (TDMA) influenciam a actividade da enzima ODC em células,
tendo primeiramente constatado a inibição de actividade três a quatro horas
após uma radiação de 8,4 mW/cm2 (SAR de 7,8 mW/kg), não tndo contudo
sido detectado qualquer efeito para outras durações de exposição.
Noutro estudo, foi também reportado um aumento na actividade da enzima
ODC em células L929 após uma radiação RFR de 835 MHz, com uma SAR
entre 1 W/kg e 3 W/kg, tendo ainda sido observado um aumento na actividade
enzimática ODC quando a onda era modulada sinusoidalmente a 16 Hz ou a
50 Hz.
e) Hormonas Conforme se discutiu em capítulos anteriores, a exposição a campos electro-
magnéticos de reduzidíssima frequência de hormonas, como a melatonina,
exerce alguma actividade, o mesmo sucedendo com algumas hormonas,
incluindo a melatonina, quando sujeitas a radiação RFR, que influencia a sua
concentração no sangue.
165
Alguns investigadores sugeriram que a utilização de telefones celulares com
uma certa frequência, provoca a redução diária de melatonina. Um outro
estudo piloto, realizado em gado bovino de produção leiteira, serviu para inves-
tigar a influência da exposição a radiações RFR de 3 MHz a 30 MHz, sobre a
concentração salivar de melatonina, tendo sido seleccionados duas manadas
em duas quintas comerciais, no sentido de se poderem comparar os resultados
obtidos. Uma delas foi colocada a uma distância de 500 m (manada exposta), e
a outra, a 4000 m (manada não exposta), de um transmissor de RF, tendo, em
cada manada, sido monitorizadas 5 vacas, por um período de 10 dias conse-
cutivos, tendo o transmissor sido desligado durante três dias. Quanto aos
resultados obtidos, os valores médios das duas noites iniciais não mostraram
diferença palpável entre as vacas expostas e as vacas não expostas, todavia,
na primeira noite de reexposição após a religação do transmissor depois de ter
estado desligado durante três dias, a diferença de concentração de melatonina
na saliva entre as duas manadas foi estatisticamente significativa, indicando
uma concentração de melatonina na saliva duas a sete vezes superior nas
vacas expostas.
f) Sistema Imunitário Devido à importância vital que este sistema desempenha para a sobrevivência,
têm sido bastantes os trabalhos de investigação desenvolvidos com o objectivo
de determinar a influência das radiações RFR sobre este sistema, tendo sido
mostrado que a exposição a radiações deste tipo, moduladas sinusoidalmente
em amplitude, em níveis não-térmicos pode reduzir as funções imunológicas
das células.
Estudos em populações de ratos têm permitido concluir da existência de
alterações, como por exemplo o aumento da produção de anticorpos e
mudanças nas funções imunológicas.
g) Funções das Membranas Celulares As células apresentam diferenças de potencial eléctrico assim como canais
ionizados através das suas membranas, daí que as alterações do campo
eléctrico da superfície das células originem mudanças nesses canais ionizados,
sendo o movimento de iões Ca++ causado por radiação RFR uma resposta
166
significativa das actividades celulares. Um dos efeitos detectados da radiação
RFR de baixa potência, a 10,750 GHz, diz respeito às funções dos receptores
acetilcolina (acetylcholine receptors) – canais ionizados –, cuja frequência de
abertura diminui com a irradiação. No entanto, as implicações para a saúde
que os efeitos que se verificam nas membranas poderão causar, não são de
forma alguma claras.
4.3.3. Conclusões O balanço das conclusões obtidas nos diversos trabalhos de investigação, não
propõem que os ambientes onde existem radiações RFR possam causar
cancro ou outras doenças. Contudo, existem algumas evidências de que os
efeitos exercidos sobre as funções biológicas, incluindo as do cérebro, poderão
ser induzidos por campos RFR em níveis comparáveis aos que se encontram
associados à utilização de telefones celulares, se bem que não se tenha ainda
uma certeza absoluta relativamente aos riscos que daí advêm para a saúde.
Por outro lado, não se sabe ainda se a exposição prolongada a radiações RFR
induz efeitos cumulativos ou não.
Por outro lado, a utilização da taxa de absorção específica SAR, baseada na
existência de fenómenos térmicos, poderá não ser o melhor indicador para a
análise dos eventuais efeitos induzidos por ondas com modulação de fre-
quência.
Presentemente, a opinião pública tem vindo a manifestar as suas preocu-
pações relativamente aos efeitos da radiação, sobretudo no que respeita aos
sistemas celulares – telefones móveis e antenas de transmissão –, daí que seja
fundamental o desenvolvimento e o aprofundamento de estudos científicos que
possam de facto comprovar ou não a existência inequívoca de efeitos nocivos,
estudos esses que deverão ser independentes e, mesmo, financiados por
entidades públicas governamentais.
Como conclusão, pode-se escrever que os efeitos da RFR poderão efecti-
vamente representar um risco elevado, apenas nas situações em que a
dosagem de radiação seja muito elevada. No caso concreto dos telefones
celulares, a dose não é muito elevada, contudo carece de controlo e de
detecção.
167
4.4. ESTUDOS HUMANOS E EPIDEMIOLÓGICOS 4.4.1. Generalidades Assiste-se presentemente, na opinião pública e nos meios de comunicação
social, a uma abordagem crescente no que respeita à discussão sobre os
potenciais riscos inerentes aos efeitos da radiação RFR, emanada de equipa-
mentos sem fios em geral, e de telefones celulares em particular, devido aos
riscos da absorção de energia pelo cérebro e outras partes do corpo humano.
No subcapítulo anterior, citaram-se os resultados de diversos estudos cien-
tíficos, obtidos através de experimentação laboratorial. Todavia, essas investi-
gações deverão sempre ser complementadas recorrendo-se a estudos
epidemiológicos, como aliás se tem vindo a fazer, salientando-se neste sub-
capítulo alguns dos resultados mais significativos e importantes obtidos
recentemente.
Interessa ainda referir que tem havido alguns casos de justiça, essencialmente
nos Estados Unidos, onde se alega que o desenvolvimento de tumores cere-
brais é o resultado da utilização de telefones celulares, não se tendo provado
contudo qualquer associação do foro científico entre a exposição às radiações
e o aparecimento desses tumores, não passando esses casos de histórias
anedóticas e doentias.
4.4.2. Estudos Humanos a) Percepção Auditiva Acredita-se que, quando as pessoas se encontram expostas a radiação RF de
muito baixo nível de energia, com determinadas características de frequência e
de modulação, poderão ocorrer fenómenos de audição, como por exemplo
ouvirem-se zumbidos, estalidos, e sinos, variando em função da modulação da
radiação. Este fenómeno data já da altura da segunda guerra mundial, quando
os operadores de radar reportaram a audição de sons de microondas.
Têm sido vários os estudos desenvolvidos sobre esta interacção, que se pensa
ser um dos efeitos de campos de reduzida energia. Por outro lado, se bem que
se tenha aventado a hipótese da estimulação directa do sistema nervoso, a
alternativa consiste no facto da audição de radiação RF não ocorrer de uma
interacção da RFR com os nervos auditivos ou com os neurónios. Em lugar
disso, os impulsos de RF, após a sua absorção por parte dos tecidos macios
168
do cérebro, geram uma onda termoelástica de pressão acústica que se desloca
por condução através dos ossos da cabeça até ao ouvido interno, activando os
receptores do caracol do ouvido pelo mesmo processo fisiológico da audição
normal.
b) Actividade Cerebral O facto de se colocarem fontes emissoras de RF muito próximas do corpo
humano, como sucede com a utilização de telefones celulares, encostados à
cabeça, potencia as possibilidades de interferência com as actividades cere-
brais, como foi explicitado num trabalho publicado em 1998, que concluiu que a
exposição a campos de RF emitidos por telefones celulares alteram aspectos
distintos da resposta eléctrica do cérebro a estímulos acústicos.
Outro estudo, efectuado com um grupo de 36 voluntários humanos, reportou
que a exposição à radiação emitida por telefones celulares, a 915 MHz, pode
afectar as funções cognitivas, particularmente a redução dos tempos de
reacção, em 15 ms.
Um estudo realizado na Finlândia, numa população de 48 voluntários sem
problemas de saúde, expostos a uma radiação RFR de 902 MHz, emitida por
telefones celulares, permitiu constatar a existência de um efeito facilitante no
funcionamento do cérebro, especialmente em tarefas que requerem atenção e
manipulação de informação.
Um outro estudo, igualmente realizado na Finlândia, consistiu na análise quan-
titativa da actividade electroencefalográfica de 19 voluntários, 10 do sexo
masculino, com idades compreendidas entre os 28 e os 48 anos, e 9 do sexo
feminino, entre os 32 e os 57 anos, tendo as fontes de emissão sido cinco
telefones celulares diferentes, operando a frequências entre 900 MHz e 1800
MHz. Como conclusão, não foram encontrados efeitos anormais na actividade
eléctrica cerebral.
Como curiosidade, em literatura técnica oriunda da ex-União Soviética e de
outros países do bloco socialista, dos anos 60 e 70 do século passado, são
descritos alguns sintomas associados à exposição a radiação RFR, tais como
dores de cabeça, fraqueza, distúrbios do sono, impotência sexual, alterações
cardiovasculares, e stress nervoso, sintomas esses designados por doenças
das microondas, e catalogados através de queixas apresentadas.
169
c) Sistema Cardiovascular Muitos dos estudos realizados mostram não existirem efeitos agudos, resul-
tantes da exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência,
estacionários ou variáveis no tempo, em relação à tensão arterial, às pulsações
cardíacas, e à actividade eléctrica do coração, enquanto que outros detectaram
algumas anomalias no ritmo cardíaco.
Um estudo publicado em 1997 na prestigiada revista de medicina Lancet, que
utilizou uma amostra voluntária de sete homens e três mulheres, com idades
compreendidas entre 26 e 36 anos, investigou a influência da radiação RFR
emitida por telefones celulares GSM 900 MHz, sobre a pressão arterial e o
ritmo cardíaco. Com a finalidade de se ter evitado quaisquer alterações fisio-
lógicas extemporâneas, induzidas por stress psicológico quando do atendi-
mento de chamadas telefónicas, os telefones foram colocados no lado direito
da cabeça e activados por controlo remoto, de modo a que as pessoas desco-
nheciam se os telefones estariam ou não a emitir radiações. Como resultado,
foi noticiado ter havido um ligeiro aumento da tensão arterial entre 5 mm e 10
mm de Hg.
Contudo, um outro estudo publicado em 1998 não encontrou quaisquer efeitos
no controlo autónomo da pulsação cardíaca, por exposição a radiação RFR
emitida por telefones celulares durante o sono, em indivíduos saudáveis.
d) Sistema Imunitário Análises e exames realizados numa população de dezoito fisioterapeutas,
ordenados por sexo e idade, como sejam as contagens de leucócitos e
linfócitos, não conduziu a diferenças estatísticas significativas em relação a
pessoas não expostas, no que respeita a todos os parâmetros do sistema
imunitário, que se encontravam dentro dos valores considerados clinicamente
normais.
e) Melatonina De acordo com um estudo publicado em 1997, alguns utilizadores ocasionais e
frequentes de telefones celulares apresentavam níveis médios de melatonina
na urina inferiores aos níveis verificados em utilizadores esporádicos, que
utilizavam o telefone uma vez por semana ou ainda menos.
170
Um outro estudo, com o objectivo de analisar os efeitos da radiação RFR
gerada por telefones celulares, sobre a secreção rítmica de melatonina, utilizou
dois grupos de 38 voluntários do sexo masculino, sem problemas de saúde e
com idades compreendidas entre 20 e 32 anos. Os períodos de exposição
foram de 2 horas por dia, 5 dias por semana, durante 4 semanas, e com o nível
máximo de potência. As análises ao sangue realizadas antes, durante e após a
exposição não revelaram qualquer evidência entre a radiação de RF e
alterações na secreção de melatonina.
f) Cataratas A indução de cataratas tem sido um dos cavalos de batalha daqueles que
acreditam nos efeitos perigosos da radiação RFR sobre a saúde humana,
devido ao facto da córnea e do cristalino serem as partes do olho mais
expostas às radiações, com níveis elevados por causa não só da sua locali-
zação superficial mas também pelo facto do calor produzido pela energia das
ondas ser mais facilmente removido das outras partes do olho através da
circulação sanguínea.
A primeira vez que se reportou a indução de cataratas provavelmente devidas
à exposição a microondas, foi num trabalho científico publicado em 1952.
Todavia, num outro trabalho publicado em 1966, os seus autores não
encontraram diferenças na formação de cataratas entre veteranos do exército e
da força aérea americana.
4.4.3. Estudos Epidemiológicos a) Exposição Ocupacional Entende-se como ambientes ocupacionais todas as áreas e recintos nos quais
as pessoas se poderão encontrar expostas a radiações, por motivos profis-
sionais ou então por motivos ocasionais, encontrando-se apenas de passagem.
Seguidamente, apresentam-se alguns resultados considerados significativos,
agrupados por locais e profissões, obtidos a partir de estudos epidemiológicos.
• Pessoal das Forças Armadas. Anteriormente, já foi citado que os
operadores de radar acusaram a existência de anomalias oculares
assim como de elevação da temperatura em tecidos, com fraca irrigação
171
sanguínea. Um estudo conduzido em 226 trabalhadores, divididos em
grupos, do sector de radares numa indústria aeronáutica, sujeitos a
frequências de 2,88 GHz e 9,375 GHz, e a densidades de potência
compreendidas no intervalo de 39 mW/m2 a 131 mW/m2, detectou
algumas anomalias oculares contudo com ausência de riscos graves
para a saúde.
No ano 2000, foram observados pelo Aerospace Medicine Directorate,
da United States Air Force Research Laboratory, 34 pacientes sujeitos a
radiação RFR superior aos níveis de exposição permitidos, tendo-se
concluído pela existência de uma associação positiva entre a sensação
de aquecimento e o aumento da densidade de potência, e de uma asso-
ciação negativa entre a destruição anormal, superficial, de tecidos e a
densidade de potência.
• Radares de Controlo de Tráfego. Num estudo publicado em 1993,
foram reportados seis casos de cancros testiculares em agentes de
segurança da polícia, que utilizaram radares de controlo do tráfego entre
1979 e 1991, numa população de 340 agentes afectos a dois departa-
mentos de polícia situados em condados vizinhos na região norte-central
dos Estados Unidos. O seu tempo médio de serviço antes do dia-
gnóstico de cancro foi de 14,7 anos, a sua idade média era de 39 anos,
e todos eles tinham utilizado radares pelo menos durante 4,5 anos antes
do diagnóstico.
Um outro estudo, canadiano, apresentou os resultados obtidos no
rastreio de cancro num grupo de 22197 agentes policiais de 83
departamentos de polícia da província de Ontário. A razão de incidência
normalizada (standardized incidence ratio SIR) relativa a todos os tipos
de tumores foi de 0,90, havendo um aumento na incidência de cancro
testicular (SIR = 1,3) e de cancro na pele (SIR = 1,45). Por outro lado,
neste estudo não foi disponibilizada informação relativamente a exposi-
ções individuais a radares
• Pessoal de Radiodifusão e Telecomunicações. Num trabalho publi-
cado em 1985 foi sugerida a possibilidade de um aumento signifi-cativo
do risco de desenvolvimento de leucemia em rádio-amadores. Esta
conclusão foi publicada num estudo de mortalidade em indivíduos do
172
sexo masculino, membros da American Radio Relay League, que é um
grupo de rádio-amadores, consequentemente expostos a radiação RFR.
No período 1971-1983, foram registados 296 falecimentos de homens
no estado de Washington, e 1642 na Califórnia. A taxa de mortalidade
relativa a leucemia aguda e crónica foi de 281 (16 mortes confirmadas
versus 5,7 mortes esperadas), sendo de 191 a taxa de mortalidade para
todas as leucemias (24 mortes confirmadas versus 12,6 mortes espe-
radas). Constatou-se que muitos dos membros daquela associação
tinham as suas actividades profissionais em sectores onde estavam
expostos a campos de RF, todavia essas profissões não conseguiram,
por si só, justificar aquele excesso de falecimentos.
Um estudo conduzido em 1997, com a finalidade de avaliar as funções
do sistema circulatório em trabalhadores expostos a radiação de média
frequência, detectou alterações nos electroencefalogramas, mais fre-
quentes em indivíduos expostos a radiação RFR, que nos outros, não
expostos (75 % versus 25 %). A amostra consistiu em 71 trabalhadores
de quatro estações de radiodifusão em AM (0,738 MHz a 1,503 MHz),
com idades entre 20 e 68 anos e com exposições a RFR entre 2 e 40
anos, e 22 trabalhadores de estações de rádio, com idades entre 23 e 67
anos e sem historial de exposição a radiações.
Na Noruega, procedeu-se a um outro estudo de investigação sobre a
incidência do cancro da mama em 2619 mulheres operadoras de rádio e
telegrafia, com um potencial elevado de exposição à luz durante a noite,
a radiação RFR (405 kHz a 25 MHz), e a campos electromagnéticos de
reduzidíssima frequência (50 Hz). Constatou-se, por um lado, que a
incidência de todos os tipos de cancro não era significativa, e, por outro,
que o risco de desenvolvimento de cancro da mama era excessivo.
• Exposição em Locais Industriais. Num estudo publicado em 1988,
foram investigados os problemas de saúde em trabalhadores fabris na
Suécia, derivados da sua exposição a radiação RFR emitida por
máquinas de moldes de plástico de diversos tipos, tendo sido concluído
que a fertilidade encontrada nas trabalhadoras não diferia significa-
tivamente dos valores médios de partos e malformações registados no
país.
173
Num estudo publicado em 1997, e realizado em Itália em trabalhadores
da indústria de plásticos, no período 1962-1992, expostos a radiação
RFR emitida por máquinas de selagem, constatou haver uma taxa de
mortalidade ligeiramente mais elevada devido a neoplasmas malignos,
tendo igualmente detectado um aumento dos riscos de desenvolvimento
de leucemias.
Num outro estudo publicado em 1998, foram seleccionados 61 trabalha-
dores saudáveis, entre 30 e 50 anos de idade, que tinham estado
expostos a radiação RFR de frequências entre 0,738 MHz e 1,503 MHz,
e 42 trabalhadores de estações de rádio, igualmente saudáveis e com
idades entre 28 e 49 anos, não expostos profissionalmente àquele tipo
de radiação. Concluiu-se que, sobretudo entre trabalhadores expostos a
níveis elevados de radiação, foi observada uma redução significativa nos
ritmos da tensão arterial e dos batimentos cardíacos.
b) Exposição em Locais Públicos No que respeita ao comportamento da opinião pública, é notória a ideia de que
a exposição a radiações de RF aumenta a incidência de alguns tipos de cancro
– particularmente a leucemia e os tumores cerebrais –, assim como de outros
problemas de saúde. Veja-se seguidamente os resultados obtidos a partir de
estudos epidemiológicos relativamente a esta questão:
• Transmissores de Rádio e Televisão. Num estudo realizado na Aus-
trália, foi encontrada uma associação entre a proximidade de antenas de
TV de residências e um aumento de leucemia infantil, não tendo contudo
sido encontrada qualquer associação similar, mas em adultos. Os
autores especificaram um determinado conjunto de agentes ambientais
que poderiam explicar a associação positiva encontrada nesse estudo,
sendo um desses agentes a radiação RFR emitida pelas torres de trans-
missão de TV. Porém, atendendo a que os níveis de radiação não foram
medidos directamente no terreno, mas sim calculados, não foi expli-
citada qualquer conclusão que justificasse aquela associação.
Em 1997 foram realizados dois estudos no Reino Unido, pelos mesmos
autores, sobre o mesmo tema. O primeiro foi conduzido numa zona
174
centrada numa torre de televisão, tendo utilizado como referência as
taxas de incidência de cancro, sendo a conclusão obtida que o risco de
leucemia adulta aumentava dentro de um raio de 2 km a partir da torre.
Quanto ao segundo, foi conduzido em 20 torres diferentes de TV e de
transmissão FM, com a finalidade de confirmar os resultados obtidos no
primeiro estudo, não tendo sido encontrado um excesso significativo de
leucemia adulta dentro de um raio também de 2 km a partir das torres.
Como resultado final, foi concluído que os resultados obtidos mostraram
não haver uma co-relação entre as taxas de leucemia infantil ou de
cancro cerebral com as distâncias aos transmissores.
Num estudo realizado em Itália, numa zona periférica de Roma situada
próximo de um transmissor de rádio de potência elevada, foi constatado
que as mortes por leucemia eram mais elevadas que o esperado, e
ainda que o risco diminui significativamente com a distância ao
transmissor.
Um outro estudo desenvolvido na Letónia, em crianças em idade escolar
que residiam próximo de uma estação de rádio, confirmou a existência
de memória menos desenvolvida, deficiências na atenção, diminuição do
tempo de reacção, e diminuição do desempenho neuromuscular, sobre-
tudo em crianças vivendo em frente da estação.
• Telefones Celulares. Num estudo conjunto sueco e norueguês, foi
encontrada uma associação estatisticamente significativa entre a
duração e o número de chamadas diárias e a prevalência de aqueci-
mentos atrás e à volta dos ouvidos, tonturas, e fadiga. Curiosamente,
concluiu-se que os telefones digitais são menos “perigosos” que os
antigos telefones analógicos.
Um estudo epidemiológico “caso-controlo”, relacionado com o desen-
volvimento de cancros no cérebro, conduzido na Suécia, em indivíduos
de ambos os sexos, conduziu a valores de odds ratio OR de 0,97 para
telefones digitais e de 0,94 para telefones analógicos, não havendo uma
associação positiva entre esse tipo de cancro e a exposição a radiações
RFR.
Atendendo a que os níveis de radiação RFR na cabeça dos utilizadores
de telefones celulares é bastante mais elevada que em situações de não
175
exposição, podendo eventualmente potenciar os riscos de desenvol-
vimento de tumores cerebrais, tem-se vindo a assistir a um aumento
significativo da realização de estudos científicos e epidemiológicos, com
a finalidade de provar a existência ou não desses riscos.
4.4.4. Casos Pessoais Seguidamente, expõem-se alguns casos pessoais relacionados com doenças
eventualmente associadas aos efeitos de radiações RFR:
• Em 1991, uma mulher de Oklahoma faleceu no hospital após uma
simples transfusão de sangue, porque a enfermeira aqueceu o sangue
num forno microondas, o que originou uma alteração na sua estrutura
celular.
• Um técnico de uma empresa industrial colocou a sua mão sob a acção
directa de um feixe de microondas, com a finalidade de sentir o calor
desenvolvido e, assim, confirmar que o gerador de microondas se
encontrava operacional. Sem o saber, esteve sujeito a uma densidade
de potência da ordem de 100 W/m2, e, após um ano, queixou-se de uma
perda súbita de visão, devido ao desenvolvimento de cataratas.
• Um caso de tribunal envolveu a morte de uma mulher no estado da
Florida, devido a um tumor cerebral, localizado numa área do cérebro
acima da sua orelha, tendo a causa sido atribuída ao uso excessivo de
telemóveis. Apesar do seu esposo ter intentado uma acção judicial em
1992 alegando essa causa, um tribunal federal considerou, em 1995,
que não existia uma evidência directa entre os dois acontecimentos.
• Recentemente, um médico neurologista, com 41 anos de idade, do
estado de Maryland, intentou uma acção judicial de 800 milhões de
dólares contra a empresa Motorola e mais oito companhias de teleco-
municações, alegando que a utilização de telefones celulares lhe causou
um tumor cerebral. Na sequência deste processo, o tribunal acusou as
empresas de falharem, ao não informarem os consumidores que os
telefones celulares produzem níveis elevados de radiação RFR, os quais
poderão causar cancros ou outras doenças.
176
4.5. REGULAMENTAÇÃO E NORMAS DE SEGURANÇA 4.5.1. Generalidades Como se explicitou no capítulo 3, o conceito de segurança assim como de
norma de segurança, no que respeita aos riscos à exposição de radiações
electromagnéticas, requer uma análise bastante aprofundada, devido ao facto,
por um lado, de não se conhecerem ainda em pormenor quais os mecanismos
de interacção entre essas radiações e os tecidos humanos e, por outro, por
serem contraditórios, em muitas situações, os resultados obtidos a partir de
estudos humanos e epidemiológicos.
Presentemente, existem já bastantes normas de segurança e linhas de conduta
quanto aos limites máximos de exposição a radiações de RF, em ambientes
industriais, todavia, a elaboração de regulamentação de segurança para todos
os tipos de exposição, e para todo o espectro de frequências de RFR, não seria
prático nem será provável que alguma vez seja estabelecida. Além disso,
existem ainda muitas questões relacionadas com os parâmetros principais das
radiações de RF, tais como a intensidade do campo, a duração de exposição,
os efeitos da pulsação das ondas, a geometria das zonas expostas, e as
técnicas de modulação, que requerem respostas concretas para que se
possam definir quais os níveis de radiação acima dos quais poderão ocorrer
riscos graves para a saúde. Por conseguinte, não é possível afirmar conclu-
sivamente que a segurança à exposição a radiações esteja assegurada através
da regulamentação e das normas existentes. Devido a esta situação, todos os
organismos de normalização têm em conta uma margem relativamente larga
de segurança, no sentido de, ao definirem os limites máximos de exposição,
seja considerada aquela incerteza quantitativa.
Os Estados Unidos, Canadá, União Europeia, Rússia, e a Ásia-Pacífico, assim
como algumas organizações internacionais, já elaboraram regulamentação e
normas de segurança em relação aos efeitos das radiações RF, em número
relativamente elevado, por contemplarem vários factores, como se verá segui-
damente, tais como a frequência, a duração da exposição, a massa do corpo, e
a periodicidade da exposição. Saliente-se, por outro lado, que estas normas
são constantemente revistas e actualizadas, em função do aparecimento de
novos dados, tornados públicos, que resultam de estudos científicos e epide-
miológicos.
177
4.5.2. Regulamentação nos Estados Unidos Neste país, são vários os organismos governamentais e não governamentais,
que têm vindo a elaborar ou a participar na elaboração de regulamentação, tais
como a American National Standard Institute (ANSI), o Institute of Electrical and
Electronic Engineers (IEEE), o National Council on Radiation Protection and
Measurement (NCRP), a Occupational Safety and Health Administration
(OSHA), o National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), a
American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), a Food
and Drug Administration (FDA), a Environmental Protection Agency (EPA), a
Federal Communications Commission (FCC), o Department of Defense (DOD),
e a National Telecommunications and Information Administration (NTIA). Veja-
-se de seguida as recomendações inerentes a cada regulamento estabelecido
por esses organismos.
a) ANSI/IEEE C95.1 Estas normas de segurança têm sido as mais utilizadas nos Estados Unidos,
tendo o seu historial remontado a 1940, quando das preocupações sentidas
relativamente aos militares norte-americanos que operavam frequentemente
com equipamentos de radar, durante a segunda guerra mundial.
Na década de 1950, e de acordo com dados empíricos, os cientistas atribuíram
um factor de segurança com o valor 10, baseado numa exposição de 0,1
W/cm2, e tendo em conta um peso médio masculino de 70 kg e uma área de
exposição de 3000 cm2, tendo este último valor sido corrigido, mais tarde, para
20000 cm2, assim como o valor da taxa de exposição, para 10mW/cm2, valor
esse que representou a base para a recomendação C95.1, de 1966.
Saliente-se que, em 1954, a General Electric recomendava para a densidade
de potência de exposição o valor de 1 mW/cm2, enquanto que, em 1958, essa
mesma empresa subiu esse nível para 10 mW/cm2.
C95.1 – 1966 Esta norma fixou para a densidade de potência o limite de 10 mW/cm2, para a
protecção e segurança da saúde pública, sendo a gama de frequência de 10
MHz a 100 GHz. Quanto ao tempo médio de exposição contemplado, é de 6
minutos.
178
C95.1 – 1974
Esta recomendação resultou da actualização da C95.1 – 1966, com alterações
mínimas, tendo o tempo médio de exposição para radiação contínua sido remo-
vido, e considerado apenas um tempo médio de exposição para campos modu-
lados, fixado nos mesmos 6 minutos. Os limites para o campo eléctrico e para
o campo magnético, na gama de frequência entre 10 MHz e 300 MHz, são,
respectivamente, de 200 V/m e 0,5 A/m, sendo a densidade de potência corres-
pondente igual a 250 W/m2. Para frequências inferiores a 10 MHz, o limite de
exposição recomendado é de 10 mW/cm2.
C95.1 – 1982
Esta norma baseou-se integralmente nos efeitos térmicos das radiações, para
uma gama de frequências entre 10 MHz e 100 GHz, sendo os níveis de
exposição recomendados de 10 mW/cm2, para uma duração superior a 6
minutos, e de 100 mW/cm2, para uma duração de 6 minutos.
O limite de 10 mW/cm2 foi reduzido, em 1981, para 1 mW/cm2, na gama de
frequências entre 30 MHz e 300 MHz, sendo ainda recomendado que a taxa de
absorção específica não ultrapasse 8 W/kg, e a taxa de potência média
depositada, para todo o corpo, não seja superior a 0,42 W/kg. Estes valores
baseiam-se nas densidades de potência expostas no quadro 4.7, na gama
entre 3 MHz e 100 GHz. Por outro lado, no que respeita à densidade de
potência incidente, os níveis permissíveis são 1 mW/cm2 a 150 MHz, 1,5
mW/cm2 a 450 MHz, e 2,75-2,83 mW/cm2 para frequências entre 824 MHz e
850 MHz (banda utilizada em sistemas de telecomunicações celulares).
Frequência (MHz)
Campo eléctrico (V2/m2)
Campo magnético (A2/m2)
Densidade de potência (mW/cm2)
0,3 – 3,0 400000 2,5 100
3,0 – 30 4000 x (900/f2) 0,025 x (900/f2) 900/f2
30 – 300 4000 0,025 1,0
300 – 1500 4000 x (f/300) 0,025 x (f/300) f/300
1500 - 100000 20000 0,125 5,0
f – frequência, em MHz
Quadro 4.7 – Níveis de segurança recomendados pela norma ANSI C95.1 – 1982.
179
C95.1 – 1992
De acordo com esta norma, os limites máximos permissíveis de exposição são
dependentes da frequência e do tipo de local, como se mostra no quadro 4.8.
Como se pode constatar, os níveis mais baixos de exposição a campos elé-
ctricos ocorrem a frequências entre 30 MHz e 300 MHz, e de exposição a
campos magnéticos, entre 100 MHz e 300 MHz. Por outro lado, em locais
ocupacionais, o campo eléctrico máximo ocorre entre 30 MHz e 300 MHz, com
uma densidade de potência de 1 mW/cm2, enquanto que, para locais públicos,
e para essa mesma gama de frequências, o seu valor é bastante mais reduzido
(27,5 V/m contra 61,4 V/m), sendo a densidade de potência igualmente mais
baixa (0,2 mW/cm2 contra 1,0 mW/cm2).
Frequência (MHz)
Campo eléctrico
(V/m)
Campo magnético
(A/m)
Densidade de potência (mW/cm2)
Tempo médio de exposição
(min)
Locais ocupacionais
0,003 – 0,1 614 163 100 6
0,1 – 3,0 614 16,3/f 100 6
3,0 – 30 1824/f 16,3/f 900/f2 6
30 – 100 61,4 16,3/f 1,0 6
100 – 300 61,4 0,163 1,0 6
300 – 3000 ----- ----- f/300 6
3000 – 15000 ----- ----- 10 6
15000 - 300000 ----- ----- 10 616000/f1,2
Locais públicos
0,003 – 0,1 614 163 100 6
0,1 – 1,34 614 16,3/f 100 6
1,34 – 3,0 823,8/f 16,3/f 180/f2 f2/3
3,0 – 30 823,8/f 16,3/f 180/f2 30
30 – 100 27,5 158,3/f1,668 0,2 30
100 – 300 27,5 0,0729 0,2 30
300 – 3000 ----- ----- f/1500 30
3000 – 15000 ----- ----- f/1500 90000/f2
15000 - 300000 ----- ----- 10 616000/f1,2
f – frequência, em MHz
Quadro 4.8 – Níveis de segurança recomendados pela norma ANSI C95.1 – 1992.
180
Adicionalmente, no quadro 4.9 mostram-se os níveis máximos recomendados
para correntes induzidas por radiação de RF, nos pés de pessoas imersas em
campos RF, ou em pessoas directamente em contacto com objectos carre-
gados electricamente, como por exemplo veículos ou grades metálicas, para
uma gama de frequências entre 3 kHz e 100 MHz, e para locais ocupacionais e
locais públicos, sendo de salientar que a corrente máxima de contacto é igual à
corrente máxima induzida em cada pé, para ambos os locais, o que, aliás, é
pertinente.
Frequência (MHz)
Corrente máxima em ambos os pés
(mA)
Corrente máxima em cada pé
(mA)
Corrente máxima de contacto
(mA)
Locais ocupacionais
0,003 – 0,1 2000f 1000f 1000f
0,1 - 100 200 100 100
Locais públicos
0,003 – 0,1 900f 450f 450f
0,1 - 100 90 45 45
f – frequência, em MHz
Quadro 4.9 – Níveis de segurança recomendados pela norma ANSI C95.1 – 1992,
para correntes RF induzidas e de contacto, no corpo humano.
Esta regulamentação de segurança também especifica uma intensidade do
campo eléctrico com o valor de 100 kV/m como sendo o limite máximo de
exposição permitido (LME), em locais ocupacionais, para radiação RFR por
impulsos, na gama de frequências entre 0,1 GHz e 300 GHz. Para um impulso
de duração inferior a 100 ms, nessa gama de frequências, o valor de pico da
LME é definido através da seguinte expressão:
( )(s) impulso do duração5
(s) exposição de médio tempo×
×=LMELME pico
Para séries de mais de 5 impulsos, ou para uma duração dos impulsos superior
a 100 ms, a expressão anterior tomará a forma:
( )5
(s) exposição de médio tempo(s) impulso do duração ×=∑ × LMELME pico
181
b) National Council on Radiation Protection and Measurements Este organismo é um grupo suportado pelo Congresso dos Estados Unidos,
criado com a finalidade de desenvolver documentação e recomendações de
segurança, relativamente aos efeitos das radiações ionizantes e não-ioni-
zantes.
Relatório nº 86 (1986) Este relatório, designado por Biological Effects and Exposure Criteria for Radio
Frequency Electromagnetic Fields, apresenta os resultados de uma avaliação
extensiva da literatura disponível sobre os efeitos biológicos dos campos RF,
apresentando-se no quadro 4.10 os respectivos limites recomendados,
baseados num valor máximo de SAR de 8 W/kg para exposição ocupacional, e
um quinto desse valor, ou seja, 1,6 W/kg, para o público em geral. Este factor
1/5 é obtido considerando 168 horas por semana de exposição para o público
em geral, e 40 horas por semana de exposição em locais de trabalho.
Frequência (MHz)
Campo eléctrico
(V/m)
Campo magnético
(A/m)
Densidade de potência (mW/cm2)
Corrente de contacto
(min)
Locais ocupacionais
0,3 – 1,34 614 163 100 200
1,34 – 3,0 614 1,63 100 200
3,0 – 30 1824/f 4,89/f 900/f2 200
100 – 300 61,4 0,163 1,0 -----
300 – 1500 f54,3 106/f f/300 -----
1500 - 100000 194 0,515 5,0 -----
Locais públicos
0,3 – 1,34 614 1,63 100 200
1,34 – 3,0 823,8/f 2,19/f 180/f2 200
3,0 – 30 823,8/f 2,19/f 180/f2 200
100 – 300 27,5 0,0729 0,2 -----
300 – 1500 f59,2 238/f f/1500 -----
1500 - 100000 106 0,23 1,0 -----
f – frequência, em MHz
Quadro 4.10 – Níveis de segurança recomendados pelo relatório NCRP nº 86.
182
Relatório nº 119 (1993) Este relatório, designado por A Practical Guide to the Determination of Human
Exposure to Radiofrequency Fields, foi desenvolvido como um guia para as
pessoas que são responsáveis pela determinação das exposições a radiação
RF, com menos conhecimentos sobre os seus princípios e práticas.
Comparando os limites de densidade de potência impostos pelas recomen-
dações ANSI e NCRP, uma das poucas diferenças reside no facto dos limites
NCRP serem mais restritivos a altas frequências – por exemplo, acima de 1,5
GHz. Por conseguinte, nas unidades industriais são seguidos os limites ANSI,
enquanto que o público favorece mais as recomendações NCRP.
c) American Conference of Governmental Industrial Hygienists Esta associação recomenda, para locais ocupacionais, que a SAR não seja
superior a 0,4 W/kg, para um período de exposição de 6 minutos, e para uma
gama de frequências entre 10 kHz e 300 GHz, mostrando-se no quadro 4.11 os
níveis de exposição aconse-lhados por esta associação.
Atendendo a que estes limites são destinados a locais de trabalho, baseiam-se
assim na assumpção de que não existem crianças ou jovens nesses locais,
permitindo uma densidade de potência incidente de 10 mW/cm2 para frequên-
cias superiores a 1 GHz, mantendo a mesma SAR de 0,4 W/kg para todo o
corpo. Por outro lado, os 100 mW/cm2 recomendados na gama de 10 kHz a 3
MHz, é um nível que se poderá considerar seguro na base de que se refere
igualmente à totalidade do corpo humano, apesar de poder resultar de choques
eléctricos ou de queimaduras eléctricas de RF.
Frequência
Campo eléctrico (V2/m2)
Campo magnético (A2/m2)
Densidade de potência (mW/cm2)
10 kHz – 3 MHz 377000 2,65 100
3 – 30 MHz 3770 x (900/f2) 900 / (37,7f2) 900/f2
30 – 100 MHz 3770 0,027 1,0
100 MHz – 1 GHz 3770 x (f/300) (f/37,7) x 100 f/100
1 – 300 GHz 37700 0,265 10
f – frequência, em MHz
Quadro 4.11 – Níveis de segurança recomendados pela associação ACGIH.
183
d) Federal Communications Commission Este organismo foi criado em 1934 como uma agência reguladora, com a
finalidade de controlar e regular as comunicações rádio e por fios, tendo vindo
a ser a responsável pelo licenciamento dos sistemas de comunicações nos
Estados Unidos, daí estar igualmente envolvida de uma forma directa na
segurança associada à utilização das tecnologias de comunicações.
No quadro 4.12 mostram-se os limites gerais recomendados, e no quadro 4.13
os limites recomendados para a taxa específica de absorção SAR na totalidade
do corpo humano ou em parte, para uma gama de frequências entre 100 kHz e
6 GHz.
A alteração mais significativa desta norma em relação às anteriores, consiste
no facto da SAR admissível para telefones celulares ser de 1,6 W/kg.
Previamente, os telefones celulares poderiam exceder o limite máximo de
exposição permitido (LME), se a sua potência radiante fosse inferior a
1,4 x 450/f, sendo f a frequência de operação em MHz. Para a maioria dos
telefones celulares comercializados, essa potência radiante corresponde apro-
ximadamente a um valor de 0,6 W.
Frequência (MHz)
Campo eléctrico
(V/m)
Campo magnético
(A/m)
Densidade de potência (mW/cm2)
Tempo médio de exposição
(min)
Locais ocupacionais
0,3 – 30 614 1,63/f 100 6
3 – 30 1824/f 4,89/f 900/f2 6
30 – 300 61,4 0,163 1,0 6
300 – 1500 ----- ----- f/300 6
1500 - 100000 ----- ----- 5,0 6
Locais públicos
0,3 – 1,34 614 1,63 100 30
1,34 – 30 1824/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
f – frequência, em MHz
Quadro 4.12 – Níveis de segurança recomendados pelo organismo FCC.
184
Locais ocupacionais Locais públicos
< 0,4 W/kg para todo o corpo < 0,08 W/kg para todo o corpo
≤ 8 W/kg para partes do corpo ≤ 1,6 W/kg para partes do corpo
Quadro 4.13 – Níveis de segurança recomendados pelo organismo FCC, para
exposição localizada do corpo humano, na gama de 100 kHz a 6 GHz.
Relativamente aos limites recomendados expostos no quadro 4.13 e, tal como
em relação ao Relatório nº 86 (1986) do National Council on Radiation
Protection and Measurements, ao compararem-se os valores aconselháveis
para locais públicos com os valores homólogos aconselháveis em locais
ocupacionais, constata-se que a razão entre eles é igual a 1/5, devido ao facto
de se considerar que a exposição para o público em geral é de 7 dias por
semana x 24 horas por dia = 168 horas por semana, e para os locais de
trabalho, de 5 dias por semana x 8 horas de trabalho por dia = 40 horas por
semana, tendo-se assim a seguinte relação:
SAR (locais públicos) = (40 / 168) x SAR (locais ocupacionais)
4.5.3. Regulamentação no Canadá O Ministério da Saúde Canadiano tem vindo a desenvolver diversas recomen-
dações e normas de segurança com o objectivo de proteger os seus cidadãos
contra os efeitos das radiações RFR, na gama de frequências entre 3 kHz e
300 GHz, tendo, em 1979, publicado o primeiro Safety Code 6, alterado suces-
sivamente em 1991, 1994 e 1999, mostrando-se no quadro 4.14 os respectivos
limites recomendados, limites esses definidos com base numa análise
exaustiva realizada a todos os trabalhos de investigação realizados nos últimos
30 anos, relativos aos efeitos biofísicos dos campos electromagnéticos.
Adicionalmente, apresenta-se no quadro 4.15 os limites da SAR relativos a
locais ocupacionais e a locais públicos, verificando-se a existência do factor 1/5
entre valores homólogos, devido aos factos apontados anteriormente, e no
quadro 4.16 apresentam-se os limites recomendados para as correntes
induzidas e para as correntes de contacto, assim como os tempos médios de
exposição, também para locais ocupacionais e para locais públicos. Saliente-se
que os valores expostos nestes quadros referem-se ao Safety Code 6.
185
Os níveis de exposição relativos aos locais públicos, definidos neste código
normativo, são baseados em estudos inerentes aos efeitos térmicos, estudos
esses que demonstram uma tolerância às densidades de potência de
exposição, para diversas rádio-frequências, antes da temperatura do corpo
aumentar de 1 oC dentro de uma exposição de 30 minutos.
15000 - 150000 61,4 0,163 10 616000/f1,2 150000 - 300000 0,1584 f0,5 4,21 x 10-4 f0,5 6,67 x 10-5 f 616000/f1,2
f – frequência, em MHz
Quadro 4.14 – Níveis de segurança recomendados pela norma Safety Code 6.
Locais ocupacionais Locais públicos
0,4 W/kg para todo o corpo 0,08 W/kg para todo o corpo
8 W/kg para a cabeça, pescoço, tronco 1,6 W/kg para a cabeça, pescoço, tronco
20 W/kg para os membros 4 W/kg para os membros
Quadro 4.15 – Níveis de segurança recomendados pela norma Safety Code 6,
para exposição localizada do corpo humano.
186
Frequência (MHz)
Correntes induzidas (mA) Correntes de contacto (mA)
Tempo médio de exposição ambos os pés cada pé
Locais ocupacionais
0,003 – 0,1 2000 f 1000 f 1000 f 1 seg
0,1 - 110 200 100 210 6 min
Locais públicos
0,003 – 0,1 900 f 450 f 450 f 1 seg
0,1 - 110 90 45 45 6 min
f – frequência, em MHz
Quadro 4.16 – Níveis de segurança recomendados pela norma Safety Code 6,
para correntes RF induzidas e de contacto, no corpo humano.
4.5.4. Regulamentação na Europa a) União Europeia Em 8 de Junho de 1999, o European Union Health Council, com o suporte do
governo do Reino Unido, estabeleceu recomendações com o objectivo de
limitar as exposições a campos electromagnéticos, especialmente à radiação
emitida por telefones celulares, propondo essas recomendações, para locais
públicos, uma SAR de 0,2 W por 10 g de tecido da cabeça e 0,08 W/kg para
todo o corpo.
Veja-se seguidamente as recomendações estabelecidas por alguns dos países
da União Europeia:
• Bélgica. As suas normas aconselham, para a intensidade do campo
eléctrico, limites de 21 V/m para 900 MHz e de 29 V/m para 1800 MHz.
• Itália. Neste país, as normas impõem, para as frequências dos telefones
celulares, uma densidade de potência de 0,10 mW/cm2 e, para as
situações onde a exposição exceda 4 horas por dia, esse limite deve ser
reduzido para 0,010 mW/cm2. Por outro lado, as administrações
regionais dispõem de poder para reduzir ainda mais aqueles limites,
havendo regiões onde os limites são 4 vezes inferiores (0,0025 mW/m2).
Por exemplo, o limite para as torres de transmissões celulares e de
radiodifusão, é de 6 V/m ou 10 μW/cm2; para outras exposições de RF e
187
de microondas é 100 μW/cm2 para frequências entre 3 MHz e 3 GHz e,
para a gama entre 3 GHz e 300 GHz, é 400 μW/cm2.
• Suécia. O nível permitido para a densidade de potência, a 900 MHz, e
para locais públicos, é de 4,5 W/m2 ou de 41 V/m para o campo ele-
ctrico, sendo os limites admissíveis para os locais ocupacionais cinco
vezes superiores, como sucede nas normas americanas e canadianas.
• Suíça. Para os transmissores de comunicações sem fios, o limite
admissível é de 4 V/m (0,0042 mW/cm2) a 900 MHz, e de 6 V/m (0,0095
mW/cm2) a 1800 MHz. Para transmissores de radiodifusão e de TV, o
limite de exposição está entre 3 V/m e 8,5 V/m (0,0024 mW/cm2 e 0,019
mW/cm2).
• Reino Unido. Os limites referentes à exposição a radiação RFR são de
112 V/m e 0,57 mW/cm2 para 900 MHz, e de 194 V/m e 1 mW/cm2 para
1800 MHz, sendo os tempos médios de exposição de 15 minutos para
todo o corpo, e de 6 minutos para uma exposição parcial.
b) Europa do Leste e Rússia No quadro 4.17 mostram-se os limites para o campo eléctrico e para o campo
magnético, relativos a locais ocupacionais e a locais públicos, que se encon-
travam em vigor na União Soviética, antes da sua transformação política numa
confederação de repúblicas independentes, notando-se a não existência de
limites para o campo magnético em locais públicos. Para locais ocupacionais, e
para a gama de frequências entre 300 MHz e 300 GHz, o limite máximo para a
densidade de potência era de 1 mW/cm2, enquanto que, para locais públicos,
era 100 vezes inferior, ou seja, 0,01 mW/cm2.
Por sua vez, no quadro 4.18 mostram-se os limites recomendados para locais
ocupacionais e para locais públicos, estabelecidos a partir de 1996 na Rússia,
continuando a não existir limites para o campo magnético em locais públicos.
Quanto aos limites admissíveis para o campo eléctrico relativo a frequências de
TV, tem-se:
48,4 MHz 5 V/m
88,4 MHz 4 V/m
192 MHz 3 V/m
300 MHz 2,5 V/m
188
Para equipamentos de radar, na gama entre 150 MHz e 300 MHz, os limites
são de 10 µW/cm2 nas zonas muito próximas, e de 100 µW/cm2 em zonas mais
afastadas.
Frequência (MHz)
Campo eléctrico (V/m)
Campo magnético (A/m)
Locais ocupacionais
0,06 – 1,5 50 5
1,5 – 3 50 -----
3 – 30 20 -----
30 – 50 5 -----
300 - 300000 0,125 -----
Locais públicos
0,03 – 0,3 25 -----
0,3 – 3 15 -----
3 – 30 10 -----
30 - 300 3 -----
Quadro 4.17 – Níveis de segurança recomendados pelas normas da URSS.
Locais ocupacionais
Frequência (MHz)
Campo eléctrico (V2/m2)
Campo magnético (A2/m2)
0,03 – 3 20000 200
3 – 30 7000 -----
30 – 50 800 0,72
50 - 300 800 -----
300 MHz – 300 GHz 200 μW/cm2
Locais públicos
Frequência Campo eléctrico (V/m)
Campo magnético (A/m)
30 kHz – 300 kHz 25 -----
300 kHz – 3 MHz 15 -----
3 MHz – 30 MHz 10 -----
30 MHz – 300 MHz 3 -----
300 MHz – 300 GHz 10 μW/cm2
Quadro 4.18 – Níveis de segurança recomendados pelas normas da Rússia.
189
4.5.5. Regulamentação na Ásia e no Pacífico a) Japão As suas normas baseiam-se em parâmetros biológicos tais como a SAR e as
correntes induzidas no corpo humano, sendo os limites para a SAR de 0,4
W/kg para 6 minutos de exposição relativa a todo o corpo, e de 8 W/kg
relativamente ao valor máximo local da SAR dentro de 1 g de tecido, excepto
extremidades e pele, onde a SAR limite é de 25 W/kg para 1 g de tecido.
b) China Não existe muita informação relativa a trabalhos científicos publicados em
conferências ou em revistas internacionais, acerca das radiações de RF e seus
efeitos biofísicos, neste país. Contudo, pelo pouco que é divulgado, os limites
máximos aconselháveis para locais públicos são extremamente mais restritivos
que os recomendados nos Estados Unidos, tendo-se 5,0 V/m ou 6,6 µW/cm2, a
900 MHz.
c) Austrália e Nova Zelândia Na Austrália, a sua regulamentação recomendava, para as frequências na
gama das comunicações celulares, e em locais públicos, um limite de 0,2
mW/cm2, valor este 2 a 6 vezes mais reduzido que os valores aconselháveis
pelas normas americanas ANSI, ICNIRP e NCRP. Essa legislação foi revista,
sendo os actuais limites de 0,45 mW/cm2 para 900 MHz e 0,90 mW/cm2 para
1800 MHz.
Quanto à Nova Zelândia, em 1990 adoptou o limite máximo de exposição de
0,2 mW/cm2, sendo no entanto esse limite de 0,05 mW/cm2 nas cidades de
Auckland e de Christchurch.
4.5.6. Regulamentação Internacional a) International Radiation Protection Association Este organismo iniciou as suas actividades em 1964, sendo o seu propósito
principal providenciar um meio de comunicação entre todos os países que se
encontram a elaborar regulamentação e normas de segurança, para que
possam trabalhar mais facilmente a partir de uma base científica já esta-
belecida.
190
Em 1981 sugeriu que as densidades de potências não fossem superiores a 10
mW/cm2 em locais ocupacionais, ao longo de um dia completo de trabalho,
recomendando valores mais reduzidos para os níveis de exposição em locais
públicos. Em 1984, as suas recomendações foram revistas, sendo acon-
selhável, para esses locais e para frequências superiores a 10 MHz, não
ultrapassar 0,4 W/kg para uma exposição de corpo inteiro durante 6 minutos.
Quanto aos locais públicos, recomenda um limite 5 vezes inferior, isto é, de
0,08 W/kg, igualmente para uma exposição de corpo inteiro com uma duração
máxima de 6 minutos.
b) International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection Este organismo internacional, criado em 1992, tem como missão coordenar os
conhecimentos sobre a protecção à exposição aos vários tipos de radiações
não-ionizantes, com a finalidade de desenvolver recomendações e normas de
segurança que sejam reconhecidas e aceites internacionalmente.
Em Abril de 1998 publicou as suas recomendações acerca dos limites a
respeitar no que toca à exposição a radiações de RF numa gama de
frequências até 300 GHz, limites esses baseados num conjunto relativamente
alargado de estudos e relatórios científicos.
As suas recomendações incluem um factor de redução de 5, no máximo valor
da taxa de absorção específica SAR em locais públicos, comparativamente aos
valores máximos a observar em locais ocupacionais, como sucede com outros
regulamentos explicitados anteriormente. A razão desse factor de redução
prende-se com o facto da forte possibilidade de existirem pessoas bastante
sensíveis aos efeitos da radiação RFR, apesar de não haver provas científicas
conclusivas.
Para frequências até 1 kHz, em locais ocupacionais, a restrição relativa a
campos eléctricos e magnéticos corresponde a uma densidade de corrente de
10 mA/m2, densidade esta que depende da frequência para valores superiores
a 1 kHz.
Para locais ocupacionais, e para frequências entre 100 kHz e 10 GHz, o limite
recomendado é de 0,4 W/kg para uma exposição de corpo inteiro, sendo, para
locais públicos, 5 vezes inferior, ou seja, de 0,08 W/kg.
191
4.6. DOSIMETRIA DOS CAMPOS INCIDENTES 4.6.1. Generalidades A dosimetria consiste em duas partes – a primeira envolve a avaliação dos
campos incidentes, os quais são gerados por determinadas fontes, podendo
ser medidos, sem a presença do objecto, ou calculados através da informação
da fonte, enquanto que a segunda representa a avaliação dos campos internos,
isto é, dos campos no interior dos objectos, os quais podem igualmente ser
medidos ou calculados.
As contribuições da engenharia na área dos efeitos biofísicos dos campos
electromagnéticos, tem vindo a tornar possível a avaliação da força desses
campos assim como a densidade de potência devida à exposição a uma fonte
de campos electromagnéticos, e comparar os valores experimentais obtidos
com os limites recomendados pelas normas de segurança. Contudo, importa
salientar que nem sempre é possível avaliar os níveis de radiação RFR nos
locais abrangidos pela radiação, devido ao facto de que os campos de RF são
absorvidos, reflectidos, ou refractados pelos objectos, de um modo aleatório.
Os cálculos teóricos são adequados para algumas situações, enquanto que as
medições por vezes provam ser menos expensivas e, ao mesmo tempo, mais
conclusivas, essencialmente em locais sujeitos a radiações provenientes de
diversas fontes.
Por estas razões, as medições no terreno das radiações de RF são realizadas
para se assegurar a conformidade com as recomendações normalizadas, com
o objectivo de se prevenirem situações de sobre-exposições que possam a
curto, a médio e a longo prazo causar problemas de saúde. As medições
tornam-se igualmente necessárias não só quando os valores calculados teori-
camente se encontram muito próximos do limiar da sobre-exposição, mas
também quando os campos são distorcidos devido à reflexão em vários
objectos.
4.6.2. Cálculos Teóricos Estes cálculos são usualmente realizados em vários pontos sujeitos a radiação
RF, podendo assim a força do campo ser estimada antes das respectivas
medições. Saliente-se que, para que se possam efectuar os cálculos teóricos,
torna-se necessário conhecer as características da antena radiante.
192
Na prática, é possível determinar a densidade de potência provável na
proximidade da antena, recorrendo-se a simples equações já conhecidas.
Muitas das situações onde essa densidade de potência deverá ser elevada
localizam-se nas zonas próximas da antena, variando a densidade de potência
inversamente com a distância a que se encontram da antena. Por outro lado,
nas regiões já afastadas da antena, onde o feixe se propaga de uma forma
normalizada, a densidade de potência diminui inversamente com o quadrado
da distância à antena. Comparando a zona próxima da antena (near-field
region) com as zonas mais afastadas (far-field region), sucede que a densidade
de potência nas zonas afastadas diminui muito mais rapidamente que nas
zonas próximas. Na figura 4.24 mostram-se, esquematicamente, as zonas
próxima e afastada da fonte emissora de radiação, sendo de salientar que a
linha de fronteira entre estas duas regiões se designa por crossover point.
Figura 4.24 – Regiões próximas e afastadas de uma fonte de radiação.
a) Densidade de Potência O cálculo da densidade de potência poderá representar o melhor exercício para
a predição da radiação de RF, cálculo esse que é efectuado através da
seguinte expressão:
impactodeÁrearadiadaPotênciapotênciadeDensidade =
Região próxima da fonte A densidade de potência numa zona próxima de uma antena vertical (figura
4.25), é determinada utilizando um contorno cilíndrico – radiação circular.
193
Figura 4.25 – Região próxima de uma antena vertical.
A área do cilindro colocado em torno da antena é assumida como estando
uniformemente carregada pela potência radiada a partir da antena, não
havendo igualmente radiação de potência de RF através da base e do topo
desse cilindro. Note-se que a densidade de potência concentrada no cilindro
corresponde, teoricamente, à densidade média de potência num corpo humano
situado muito próximo da antena e com uma altura igual à do cilindro. A
expressão seguinte, designada como modelo cilíndrico, permite determinar a
densidade de potência Pd sobre a superfície do cilindro, em W/m2:
ldP
P td π2=
sendo Pt a potência da antena, em W, d a distância, em metros, da superfície
do cilindro ao centro da antena, e l, em metros, a altura do cilindro, que é igual
à altura da antena. Como facilmente se constata, a densidade de potência
corresponde à potência da antena por unidade de superfície da área periférica
do cilindro.
Região afastada da fonte Nas regiões afastadas da antena, a distribuição da radiação não se altera com
a distância, sendo a densidade máxima de potência radiada uma função do
ganho da antena. Para uma fonte de radiação, suposta concentrada num
ponto, e considerada como sendo um meio isotrópico, a densidade de potência
representa a distribuição da potência emitida por esse ponto, Pt (W), sobre uma
superfície esférica com um raio d (m) igual à distância à antena, sendo assim
aquela densidade de potência calculada pela seguinte expressão:
194
24 dP
P td
π=
Para uma antena direccional, esta potência é definida como sendo:
24 dGP
P ttd
π=
em que Gt representa o ganho da antena. Para melhor compreensão, mostra-
-se na figura 4.26 a relação entre a potência transmitida e a potência recebida
num sistema de comunicações sem fios.
Figura 4.26 – Potência transmitida e recebida num sistema
de comunicações sem fios.
Na prática, utiliza-se o termo EIRP – equivalent isotropic radiated power
(potência isotrópica equivalente radiada), para designar o produto:
tt GPEIRP =
sendo esse termo um parâmetro que permite definir as capacidades da antena
para transmitir radiação de RF.
Por outro lado, por vezes a potência é expressa em termos da ERP – effective
radiated power (potência efectiva radiada), em lugar da EIRP, sendo a ERP
referida a uma antena dipolar de meia onda em lugar de um radiador isotrópico.
Por conseguinte, pode-se escrever, sendo o factor 1,64 o ganho da antena
dipolar relativamente ao radiador isotrópico:
222 464,1
44 dERP
dEIRP
dGP
P ttd
πππ===
195
Quando se pretende avaliar o campo próximo de uma superfície, tal como o
solo ou o telhado de uma habitação, deverá assumir-se que existe reflexão das
ondas, resultando numa quadruplicação da densidade de potência equivalente,
tendo-se então:
22244
dEIRP
dGP
dGP
P ttttd
πππ===
No caso de antenas de radiodifusão e de televisão, em FM, tendo em atenção
a reflexão no solo, assume-se que a densidade de potência é majorada por um
factor igual a 2,56, vindo assim, para este tipo de antenas:
22 05,14
56,2d
ERPd
EIRPPdππ
==
Considerando agora uma antena receptora com um ganho Gr, a potência
recebida Pr é determinada através da seguinte expressão:
2
4 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
rGGPP rttr π
λ
sendo λ (m) o comprimento de onda, e r (m) a distância à antena.
b) Intensidade do Campo A intensidade do campo eléctrico numa antena receptora encontra-se
relacionada com a potência recebida Pr, considerando-se o facto de que a
potência recebida corresponde ao produto da área efectiva de abertura da
antena pela densidade de potência. Em termos de quantificação, a intensidade
do campo eléctrico E (V/m), é calculado pela seguinte expressão:
e
r
AP
E 0η=
sendo Ae (m2) a área efectiva de abertura da antena, e η0 a impedância
intrínseca do vácuo, com o valor de 377 Ω. Na prática, nas zonas afastadas da
fonte tem-se:
HE
=0η
196
sendo H a intensidade do campo magnético, em A/m. Adicionalmente, o valor
eficaz da intensidade do campo eléctrico a uma distância d de uma fonte com
uma potência isotrópica equivalente radiada EIRP segundo o eixo principal do
feixe, é calculado através da seguinte expressão:
dEIRPE
5,0)30(=
4.6.3. Técnicas de Medição Antes de se proceder às medições dos parâmetros e grandezas associados às
radiações de RF em determinados locais ocupacionais, públicos, ou residen-
ciais, é essencial classificar esses locais para que se tome conhecimento
prévio dos limites de exposição recomendados pelas normas respectivas. Na
figura 4.27 ilustra-se, em termos de diagrama de blocos, quais os componentes
básicos de um sistema de medição de radiações de RF.
Figura 4.27 – Sistema de medição de radiações de RF.
Veja-se seguidamente alguns procedimentos relativos à análise e tratamento
de dados obtidos através das respectivas medições:
a) Tempo Médio de Exposição Os valores eficazes médios de um conjunto de medições, relativamente à
intensidade do campo eléctrico e à intensidade do campo magnético, são
determinados respectivamente pelas seguintes expressões:
2/1
1
2exposiçãodemédiotempo
1⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡∑ Δ==
n
iii tEE
197
2/1
1
2exposiçãodemédiotempo
1⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡∑ Δ==
n
iii tHH
Nestas expressões, n representa o número de intervalos de tempo Δti em
relação aos quais se mediram os respectivos valores eficazes da intensidade
do campo eléctrico Ei e da intensidade do campo magnético Hi.
Adicionalmente, os valores médios da densidade de potência e da taxa
específica de absorção SAR são determinados respectivamente através das
seguintes expressões:
∑ Δ==
n
iii tPP
1exposiçãodemédiotempo1
∑ Δ==
n
iii tSARSAR
1exposiçãodemédiotempo1
sendo Pi e SARi os valores respectivamente da densidade de potência e da
taxa de absorção específica associados a cada um dos n intervalos de tempo
de medição Δti. Note-se ainda que se tem nas quatro expressões anteriores:
∑ Δ==
n
iit
1exposiçãodemédiotempo
Para melhor compreensão, considerem-se os seguintes dois exemplos numé-
ricos:
Exemplo 1 Para uma frequência de radiação de 3 GHz, os trabalhadores de uma deter-
minada empresa de telecomunicações são autorizados a sofrer uma exposição
média equivalente a 10 mW/cm2, durante um período máximo de 6 minutos. Na
prática, para que tal seja respeitado, devem-se verificar, por exemplo, as
seguintes 3 situações possíveis:
• sofrerem uma radiação de 20 mW/cm2 durante 3 minutos consecutivos
ou alternados, e nenhuma radiação durante os outros 3 minutos res-
tantes, ou seja:
198
P = (20 mW/cm2 x 3 min) + (0 mW/cm2 x 3 min) = 60 mW/cm2 / 6 min =
= 10 mW/cm2
• sofrerem uma radiação de 15 mW/cm2 durante 4 minutos consecutivos
ou alternados, e nenhuma radiação durante os outros 2 minutos res-
tantes, ou seja:
P = (15 mW/cm2 x 4 min) + (0 mW/cm2 x 2 min) = 60 mW/cm2 / 6 min =
= 10 mW/cm2
• sofrerem uma radiação de 15 mW/cm2 durante 3 minutos consecutivos
ou alternados, e 5 mW/cm2 durante os outros 3 minutos restantes, ou
seja:
P = (15 mW/cm2 x 3 min) + (5 mW/cm2 x 3 min) = (45+15 mW/cm2) / 6 min =
= 10 mW/cm2
Exemplo 2 Para uma frequência de radiação de 100 MHz, o público em geral não deverá
sofrer uma exposição média equivalente a 2 mW/cm2, durante um período
máximo de 30 minutos. Na prática, para que tal seja respeitado, devem-se
verificar, por exemplo, as seguintes 3 situações possíveis:
• sofrer uma radiação de 4 mW/cm2 durante 15 minutos consecutivos ou
alternados, e nenhuma radiação durante os outros 3 minutos restantes,
ou seja:
P = (4 mW/cm2 x 15 min) + (0 mW/cm2 x 15 min) = 60 mW/cm2 / 30 min =
= 2 mW/cm2
• sofrer uma radiação de 3 mW/cm2 durante 20 minutos consecutivos ou
alternados, e nenhuma radiação durante os outros 10 minutos res-
tantes, ou seja:
P = (3 mW/cm2 x 20 min) + (0 mW/cm2 x 10 min) = 60 mW/cm2 / 30 min =
= 2 mW/cm2
199
• sofrer uma radiação de 3 mW/cm2 durante 15 minutos consecutivos ou
alternados, e 1 mW/cm2 durante os outros 15 minutos restantes, ou seja:
P = (3 mW/cm2 x 15 min) + (1 mW/cm2 x 15 min) =
= (45+15 mW/cm2) / 30 min =
= 2 mW/cm2
b) Valores Médios Espaciais Esta técnica é normalmente utilizada para a determinação dos valores das
intensidades do campo eléctrico E e do campo magnético H, assim como da
densidade de potência P, para a globalidade do corpo humano, a partir das
medições efectuadas em diversos pontos do corpo, recorrendo-se respecti-
vamente às seguintes expressões:
2/1
1
21⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡∑==
n
iiE
nE
2/1
1
21⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡∑==
n
iiH
nH
∑==
n
iiP
nP
1
1
sendo n o número de locais onde as medições Ei, Hi e Pi foram efectuadas.
c) Locais com Frequências Múltiplas Nas situações em que a radiação é originada por fontes de diversas frequên-
cias, em primeiro lugar deverá ser verificada a seguinte inequação:
∑ ≤nf
ffR
1
1
sendo f1 a menor banda de frequência, fn a maior banda de frequência, e Rf o
valor relativo respeitante ao limite de exposição, valor este que é determinado
respectivamente através das seguintes expressões, a primeira para a
200
intensidade dos campos eléctrico e magnético, e a segunda para a densidade
de potência:
2
para exposição, de limite ao entecorrespond campo do eintensidad frequência à campo do eintensidad da medido valor
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
ffRf
para exposição, de limite ao entecorrespond potência de densidade frequência à potência de densidade da medido valor
ffRf =
Como facilmente se pode constatar, através da primeira expressão, se o valor
deste parâmetro for superior à unidade, os valores medidos estarão acima dos
limites máximos de exposição recomendados pelas normas de segurança. Por
conseguinte, o valor relativo global, que se obtém pela soma dos valores
relativos para cada frequência, representa um indicador do limite de exposição.
Exemplo Num determinado local de trabalho, mediram-se os seguintes valores
associados à radiação RFR para diferentes frequências:
• Intensidade do campo magnético de 0,2 A/m a 13 MHz.
• Intensidade do campo eléctrico de 20 V/m a 250 MHz.
• Densidade de potência de 1 mW/cm2 a 2,45 GHz.
Por outro lado, os regulamentos de segurança aconselham os seguintes limites
de exposição, para aqueles parâmetros, dentro das gamas de frequência
apontadas:
• Intensidade do campo magnético: 1,25 A/m, na banda 3 – 30 MHz.
• Intensidade do campo eléctrico: 27,5 V/m, na banda 100 – 300 MHz.
• Densidade de potência: 1,63 mW/cm2, na banda 300 – 3000 MHz.
Por conseguinte, recorrendo-se às expressões anteriores obtêm-se os
seguintes valores relativos, respectivamente para a intensidade do campo
magnético, intensidade do campo eléctrico, e densidade de potência:
02656,025,12,0 2
1 =⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=R
201
528,05,27
202
2 =⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=R
613,063,11
3 ==R
Quanto ao valor global, tem-se:
R = R1 + R2 + R3 = 1,168 (> 1)
ou seja, o local encontra-se sujeito a um nível de radiação global que é superior
aos limites de exposição recomendados. Note-se um facto extremamente
importante que sucede com este exemplo – os níveis de exposição medidos
são todos eles inferiores, separadamente, aos limites recomendados pelas
normas de segurança, todavia, em termos globais, o local apresenta riscos
acrescidos por se ter R > 1.
4.6.4. Procedimentos de Segurança Para que se possa garantir a máxima segurança possível no que respeita à
exposição a radiações RFR, isto é, para que os limites máximos recomendados
pelas normas de segurança não sejam ultrapassados no local, em zonas de
trabalho, públicas e residenciais, e ainda para que os técnicos de telecomu-
nicações, em particular, não sofram riscos desnecessários, devem-se cumprir
as seguintes directivas:
• As antenas devem ser colocadas a uma altura pelo menos de 2 metros
acima da cabeça, para se reduzir as densidades de potência nas zonas
próximas dos telhados. Em telhados onde existam diversas antenas,
instalá-las a alturas inferiores a 2 metros contribui para a redução das
densidades de potência nas zonas muito próximas das antenas.
• As antenas deverão ser montadas em braços com 1 a 2 metros de
comprimento, em vez de serem instaladas directamente nas respectivas
torres, para se evitar um elevado nível de exposição nos técnicos que se
encontrem a trabalhar nas torres, por qualquer motivo.
• Reduzir a potência da antena, para limitar a exposição cumulativa de
radiações de RF.
202
• Deve-se elaborar um regulamento de segurança e normas de conduta
para os trabalhadores que tenham que se deslocar às antenas para
trabalhos de manutenção. A potência deverá ser reduzida, e dever-se-á
dar uma atenção especial aos casos em que o trabalhador tenha de
atravessar zonas de campos electromagnéticos de elevada radiação.
• A combinação da radiação emitida por diversas antenas pode gerar
níveis de exposição que excedam os limites recomendados, daí que seja
aconselhável recolocando as antenas noutros locais.
• Aumentar a distância entre as antenas, para se reduzir a densidade de
potência global do local.
• Deverão ser tomadas precauções de segurança em relação aos técnicos
de manutenção, devendo ser mantida uma distância mínima de 1 metro,
no sentido de se evitarem exposições perigosas.
• Os técnicos de telecomunicações que exerçam a sua actividade
primordialmente junto de antenas, deverão fazer-se acompanhar de
monitores pessoais que, nos casos em que a radiação ultrapassa os
limites recomendados, emitam imediatamente um sinal sonoro de
alarme bem audível.
• Nos casos em que, após a verificação de todos os requisitos de segu-
rança, continuarem a existir riscos acrescidos devidos a exposições
acima dos limites, os técnicos de telecomunicações deverão utilizar um
equipamento pessoal de protecção, como é o caso de fatos especiais,
para reduzir o nível de radiação RF, redução essa que poderá ir até 10
dB.
• Todos os trabalhadores deverão ser sujeitos a acções de formação
periódicas, no sentido de estarem permanentemente actualizados no
que respeita à regulamentação e às normas de segurança relativas à
exposição a radiações de RF. Este aspecto é bastante importante,
competindo igualmente não só aos fabricantes de equipamentos de
telecomunicações, especialmente de telefones celulares, mas também
aos operadores e às entidades reguladoras, informar convenientemente
o grande público sobre todos estes aspectos da radiação electroma-
gnética, contribuindo para a desmistificação de ideias pré-concebidas.
203
4.7. DOSIMETRIA DOS CAMPOS INTERNOS 4.7.1. Generalidades Este tipo de dosimetria foi originalmente desenvolvido para as radiações ioni-
zantes, sendo baseado na relação entre a dose (energia absorvida por unidade
de massa) e o efeito biológico. Atendendo a que a energia absorvida se
encontra directamente relacionada com os campos electromagnéticos internos,
isto é, no interior do objecto – não confundir com os campos electromagnéticos
incidentes na superfície do objecto, e que foram analisados no subcapítulo
anterior –, a dosimetria é interpretada como uma maneira de determinar os
campos electromagnéticos no interior do corpo biológico.
Saliente-se que os campos internos, muito mais que os campos incidentes e as
correntes induzidas, são os responsáveis pelas interacções com os sistemas
riamente, para fontes de elevada radiação, ou seja, com um LET
elevado (protões, neutrões, partículas alfa), o QF pode atingir o valor 20.
Na imagiologia de diagnóstico assim como na medicina nuclear, a
radiação que compreende os raios X, os raios gama, e as partículas
beta, tem valores baixos de LET e um factor de qualidade igual à
unidade, tendo todas essas radiações aproximadamente os mesmos
valores de exposição, de dose absorvida, e de dose equivalente, em
unidades CGS (1 R ≅ 1 rad ≅ 1 rem). Saliente-se que, apesar de se ter
para estes tipos de radiação as igualdades aproximadas R ≅ D ≅ H, as
unidades são diferentes, sendo também fisicamente diferentes os
significados de cada uma dessas grandezas. Na prática, estas
grandezas são conhecidas como sendo os R’s da radiologia, ou seja, a
exposição (R) refere-se à capacidade da radiação em ionizar o ar, a
dose absorvida (rad) refere-se à energia absorvida, e a dose
equivalente (rem) representa a medida dos efeitos biológicos que
poderão resultar da energia absorvida.
b) Protecção contra as Radiações A protecção contra as radiações é normalmente concebida e implementada
com o objectivo de se evitar a ocorrência de efeitos determinísticos, isto é,
previamente conhecidos, e de se minimizar os riscos da radiação estocástica,
ou seja, da radiação cujos níveis de risco são conhecidos estatisticamente –
diminuindo a dose de radiação. Em radiologia, os procedimentos principais a
adoptar para se controlar a exposição às radiações incluem as seguintes
metodologias:
• Redução do tempo de exposição. Para se assegurar que os utilizadores
se encontram sujeitos a doses de radiação aquém dos limites consi-
derados como os máximos admissíveis em termos de segurança, assim
como para se monitorizar as práticas de segurança, utilizam-se apa-
relhos de monitorização pessoais, normalmente por períodos de um
256
mês. Por outro lado, os sistemas de dosimetria pessoal mais comuns
são os de dosimetria por filme e os de dosimetria por TLD
(Thermoluminescent Dosimetry), sendo a primeira a mais utilizada. O
aparelho é constituído por uma caixa de dimensões reduzidas que
contém um pedaço de filme situado entre dois filtros e, após a exposição
a radiações, o filme é processado sendo medida a densidade para se
estimar a dose baseada na energia média dos fotões, sendo a dose
mínima detectável de sensivelmente 0,2 mSv = 20 mrem.
No outro aparelho alternativo, de TLD, é utilizado um cristal especial em
que os electrões da rede cristalina, normalmente de fluoreto de lítio, são
excitados quando se encontram expostos às radiações, emitindo luz,
sendo essa quantidade de luz utilizada para estimar a dose de radiação,
cujo nível mínimo detectável se situa, como no aparelho anterior, em
0,2 mSv = 20 mrem.
• Aumento da distância da fonte da radiação, isto é, do afastamento da
fonte, procedimento este que é normalmente seguido pelo pessoal
médico hospitalar especialistas em radiologia, e que operam com os
diversos equipamentos.
• Utilização de blindagem e de colimadores. A blindagem dos técnicos de
radiologia é obtida por meio da utilização de uma barreira protectora em
chumbo, na medida em que, devido à sua elevada densidade e ao seu
elevado número atómico, apresenta uma grande capacidade de
absorção de radiação ionizante. Adicionalmente, a utilização de aventais
em chumbo reduz os níveis de exposição às radiações de um factor
sensivelmente igual a 10. Quanto às salas de radiologia, a sua blin-
dagem é conseguida através da colocação de barreiras, com uma
disposição adequada às características da sala.
6.2.2. Radiologia a) Tubo de Raios X e Radiologia Convencional A imagiologia através de raios X processa-se com base na absorção da
radiação ionizante constituída por raios X, por parte dos tecidos do corpo
humano, dando origem a imagens formadas por sombras. Essa radiação é
gerada quando os electrões de alta energia são travados pela matéria, sendo,
257
na prática, produzida num tubo com a configuração exposta na figura 6.1. O
tubo de raios X é constituído por uma ampola de vidro evacuada, isto é, onde
se fez o vácuo, e onde se encontra um ânodo (eléctrodo positivo) e um cátodo
(eléctrodo negativo).
No cátodo geram-se electrões através de um filamento de tungsténio com uma
resistência eléctrica elevada, e que é aquecido a uma temperatura superior a
2200 oC, por meio de uma corrente eléctrica com uma intensidade de 4 A.
Esses electrões são acelerados em direcção ao ânodo devido à aplicação de
uma alta tensão eléctrica, de 30 kV a 150 kV, entre o ânodo e o cátodo,
chocando os electrões num alvo em tungsténio situado no ânodo, sendo assim
travados e originando então os raios X. Por sua vez, estes raios saem da
ampola através de uma janela em vidro transparente a esses raios, sendo
finalmente colimados por meio de placas de chumbo, com o objectivo de limitar
e dirigir o feixe.
Figura 6.1 – Esquematização de um tubo de raios X,
com todos os seus componentes físicos.
Para se aumentar o número de fotões de raios X gerados, é necessário
aumentar o número de electrões libertados do cátodo, o que se consegue, por
sua vez, através do aumento da intensidade da corrente eléctrica que circula
no filamento de tungsténio do cátodo. Adicionalmente, para se aumentar a
energia dos fotões deve-se aumentar a tensão eléctrica entre o ânodo e o
cátodo. Saliente-se que, quer a regulação da intensidade do feixe (corrente no
cátodo), quer a regulação da energia da radiação (tensão ânodo-cátodo), são
258
procedimentos definidos pela técnica de execução, em função de cada caso
concreto de diagnóstico.
Para se obter as imagens, os raios X atravessam completamente a zona do
corpo a ser observada, sendo a radiação absorvida em quantidades diferen-
ciadas consoante os tipos de tecido corporal. Contudo, a obtenção da imagem
não é directa, isto é, em tempo real, na medida em que tem que ser captada
através da impressão de uma película fotográfica sensível aos raios X, e que
terá que ser revelada posteriormente para poder então ser visualizada.
b) Fluoroscopia A fluoroscopia é uma técnica moderna de radiologia, que permite obter
imagens pelos mesmos princípios dos raios X, todavia, essas imagens não são
captadas em películas mas sim convertidas em luz visível através de um
intensificador de imagem, sendo mostradas num ecrã ou num monitor de raios
catódicos, em tempo real, isto é, instantaneamente enquanto decorre o exame.
Na figura 6.2 mostra-se fotograficamente um equipamento de fluoroscopia,
utilizado para exames gastro-intestinais, genito-urinários, e para radiografias de
rotina.
Figura 6.2 – Equipamento Siemens de fluoroscopia, para exames
gastro-intestinais, genito-urinários, e para radiografias de rotina.
Um outro campo onde se utiliza a fluoroscopia é a cirurgia, na medida em que
se torna imprescindível visualizar em tempo real o decorrer das intervenções,
mostrando-se na figura 6.3 um equipamento de imagiologia, que permite não
259
só fazer o acompanhamento cirúrgico, mas também armazenar e visualizar as
imagens obtidas nos exames pré-operatórios. Por sua vez, na figura 6.4
mostra-se uma imagem fluoroscópica de uma intervenção cirúrgica ortopédica,
em que a reconstituição de uma fractura óssea se processou através da
introdução de uma prótese interna constituída por dois parafusos metálicos de
reforço.
Figura 6.3 – Equipamento Siemens de fluoroscopia, para
acompanhamento imagiológico cirúrgico.
Figura 6.4 – Imagem fluoroscópica de uma intervenção cirúrgica
ortopédica, com a utilização de prótese intra-tecido ósseo.
260
c) Radiografia Digital Este tipo de radiografia funciona com os mesmos princípios da fluoroscopia,
contudo as imagens finais, além de poderem ser visualizadas num ecrã são
também digitalizadas, podendo assim ser armazenadas na memória de um
computador, com a finalidade de poderem ser trabalhas, posteriormente à sua
obtenção através do exame radiológico. Este tipo de radiografia digital não
apresenta as limitações típicas dos pixels, associadas à Tomografia Compu-
torizada e à Ressonância Magnética, na medida em que as imagens não são
determinadas por computador mas sim obtidas directamente, apresentando
assim uma melhor resolução. A única potencial limitação, facilmente resolúvel,
diz respeito à memória de armazenamento, que tem que ser bastante elevada.
Nas figuras 6.5 e 6.6 mostram-se dois equipamentos de radiografia digital, o
primeiro para aplicações gerais, e o segundo, para exames urológicos.
Figura 6.5 – Equipamento Siemens para radiografia digital.
Quanto à angiografia digital de subtracção, o seu princípio de funcionamento é
similar ao da radiografia digital, contudo utiliza um contraste de elevada
absorção, que é injectado através de um cateter nos vasos sanguíneos que se
pretende que sejam analisados e estudados. Saliente-se que a angiografia
nasceu em 28 de Junho de 1927, quando o Prof. Egas Moniz realizou a
primeira arteriografia cerebral, após ter puncionado a carótida de um indivíduo
do sexo masculino, e, no ano seguinte, o Prof. Reynaldo dos Santos realizou a
primeira aortografia abdominal, através da punção directa da aorta, tendo
261
igualmente realizado as primeiras arteriografias periféricas. Nas figuras 6.7 e
6.8 mostram-se dois equipamentos de angiografia diagnóstica e de inter-
venção, respectivamente para aplicações vasculares e cerebrais.
Figura 6.6 – Equipamento Siemens para radiografia digital urológica.
Figura 6.7 – Equipamento Siemens de angiografia diagnóstica
e de intervenção vascular.
6.2.3. Tomografia Computorizada Esta técnica de imagiologia funciona exactamente com base no mesmo prin-
cípio dos raios X tradicionais, sendo no entanto as imagens tratadas,
262
processadas e reconstruídas através de um computador, que permite converter
a informação obtida da radiação transmitida ao paciente em imagens sec-
cionais. Nesta tecnologia, um feixe fino de raios X é rodado em torno do eixo
de simetria da secção do paciente que se encontra a ser examinado, por
exemplo a cabeça, sendo a imagem reconstruída matematicamente a partir da
intensidade do feixe de radiação emitido, em função do ângulo de captação.
Evidentemente que essa reconstrução tem como suporte a utilização de
algoritmos muito complexos, integrados nos respectivos equipamentos.
Figura 6.8 – Equipamento Siemens de angiografia diagnóstica
e de intervenção cerebral.
Inicialmente, com o advento desta técnica, conseguiam-se obter apenas
imagens axiais, ou então com ligeiros ângulos a partir da posição axial, daí a
designação antiga de Tomografia Axial Computorizada TAC. Presentemente,
com a utilização da TC Espiral, que varre um volume maior de partes do corpo
humano, é já possível obterem-se imagens noutros planos, daí que a
designação actual desta técnica seja apenas de Tomografia Computorizada
TC, mostrando-se na figura 6.9 um destes equipamentos.
6.2.4. Ressonância Magnética Como é sabido, o corpo humano, sendo matéria, é constituído por átomos, dos
quais uma grande proporção é de hidrogénio, átomos estes que são consti-
263
tuídos, por sua vez, apenas por um protão e por um electrão giratório. Ou seja,
como se tem uma única carga positiva e uma única carga negativa, se se
atender ainda a que os núcleos atómicos rodam sobre si próprios, então esses
núcleos comportam-se como pequenos magnetos permanentes.
Figura 6.9 – Equipamento Siemens de tomografia computorizada.
Quando esses pequenos magnetos permanentes são colocados sob a acção
de um campo magnético, alinham-se com esse campo e rodam em torno do
seu eixo, isto é, em torno das linhas de força do vector intensidade do campo
magnético, movimento este semelhante ao movimento de rotação de um pião,
e que é designado por precessão, dependendo a rapidez do movimento
directamente da intensidade do campo magnético.
Por outro lado, quando o campo magnético a que se submetem os núcleos de
hidrogénio apresenta uma frequência exactamente igual à frequência da sua
precessão, frequência essa que se encontra na banda das ondas de rádio, os
núcleos conseguem absorver a energia do campo, ou seja, dá-se um fenómeno
de ressonância, invertendo os núcleos o seu sentido de rotação, passando a
ficar alinhados em sentido contrário ao do campo magnético. Quando o campo
magnético de RF é desligado, os núcleos deixam de absorver energia do
campo magnético, passando então a ser eles próprios a emitir radiação,
radiação esta que é captada por uma antena que a transforma num sinal de
corrente eléctrica, que irá assim permitir a construção da imagem pretendida.
264
Saliente-se que cada tecido do corpo humano, devido à sua composição
química diferente e ao seu estado físico, reemite a radiação absorvida a uma
taxa diferente, denominada tempo de relaxação do tecido. A codificação
espacial necessária à obtenção das imagens resulta da utilização de
gradientes, isto é, de variações, da intensidade do campo magnético o que faz
com que cada núcleo tenha uma frequência de precessão única,
correspondente a uma determinada localização no tecido sob observação.
Como a reemissão da energia absorvida pelos núcleos de hidrogénio se
processa de uma forma exponencial e depende da temperatura dos tecidos e
da intensidade do campo magnético, e, além disso, como cada tecido
apresenta uma estrutura molecular e morfológica próprias, o tempo de
reemissão varia de tecido para tecido, o que permite obter imagens com um
contraste entre os vários tecidos observados.
Os avanços recentes no que respeita à velocidade de aquisição de sinais, com
a técnica de Imagem Eco Planar (Eco Planar Imaging EPI), permitem obter
imagens cardíacas em tempo real. Além da imagiologia pura, a RM permite a
obtenção de espectros químicos localizados, devido à variação da frequência
de precessão dos núcleos de hidrogénio inseridos em moléculas diferentes.
Atendendo a que, na RM, se têm núcleos submetidos a campos magnéticos, e
ainda a que esses núcleos absorvem radiação em ressonância, esta técnica de
imagiologia foi inicialmente designada com Ressonância Magnética Nuclear,
passando modernamente a ser nomeada apenas como Ressonância
Magnética, devido às conotações negativas do vocábulo nuclear.
É ainda de salientar que a RM se tem vindo a transformar na tecnologia de
eleição em imagiologia, devido não só às complexas técnicas que utiliza, mas
também pelo facto de permitir obter informações biológicas tanto anatómicas
como funcionais, nos domínios da angiografia, difusão, perfusão, e
funcionamento cerebral, sendo de momento a única técnica que permite a
caracterização química dos tecidos.
Na figura 6.10 apresenta-se um equipamento de ressonância magnética de
1,5 T. Note-se que, na prática, para que se consiga excitar os núcleos dos
átomos de hidrogénio, os campos magnéticos a utilizar nos equipamentos de
RM apresentam densidades de fluxo bastante elevadas, cujos valores norma-
lizados são 1,5 T e 3 T. Para que se tenha uma ideia desta ordem de grandeza,
265
as densidades de fluxo nos circuitos magnéticos de grandes máquinas eléctri-
cas situam-se entre 0,90 T e 0,95 T.
Figura 6.10 – Equipamento Siemens de ressonância magnética de 1,5 T.
Saliente-se que, apesar da TC e da RM resultarem da interferência da energia
com a matéria, as suas géneses são completamente diferentes, daí que seja
natural que as expressões iconográficas não apresentem quaisquer seme-
lhanças e, consequentemente, também as semiologias, que incluem como é
óbvio a interpretação, sejam também bastante diferentes. Por um lado, a TC
resulta da interferência entre a radiação ionizante X e a nuvem electrónica dos
átomos, enquanto que na RM essa interferência processa-se entre uma
radiação não-ionizante de rádio-frequência e os protões dos núcleos atómicos
do hidrogénio.
6.2.5. Medicina Nuclear Esta medicina é caracterizada pela utilização de metodologias complementares
de diagnóstico, minimamente invasivas, e que, para a sua execução, requerem
apenas uma simples administração intravenosa de um radiofármaco. Adicional-
mente, as doses de radiação absorvidas pelos pacientes são, de um modo
geral, similares ou inferiores às das técnicas radiológicas convencionais, com
raios X. A medicina nuclear, daí a sua designação, utiliza substâncias radio-
activas com fins diagnósticos ou, com menor frequência, com objectivos
266
terapêuticos. No caso da terapêutica, possibilita o tratamento por meio da
interacção que se estabelece entre o paciente e as radiações recebidas,
enquanto que, no caso das aplicações diagnósticas, as substâncias
radioactivas fornecem informações relativas ao comportamento biológico
através da detecção externa das radiações emitidas.
De um modo geral, as técnicas radiológicas dependem das alterações da
estrutura e da morfologia dos tecidos biológicos, para se detectar a existência
de anomalias e de doenças, enquanto que as imagens geradas pela técnica de
medicina nuclear, imagens essas designadas por cintigrafias, devem ser
interpretadas como imagens funcionais, que poderão desempenhar uma acção
importante na detecção precoce das doenças, na medida em que as
disfunções precedem as alterações morfológicas.
Os métodos radioisotópicos são baseados na utilização de traçadores
radioactivos cujo comportamento bioquímico e fisiológico é idêntico ao da
substância estável, e, sendo administrados em quantidades muito reduzidas,
não provocam mudanças nos processos fisiológicos, permitindo assim o estudo
das funções sem haver alteração dessas mesmas funções. A câmara gama,
que se mostra na figura 6.11, é o equipamento mais utilizado em medicina
nuclear, permitindo a obtenção de imagens planares e tomográficas. Esta
câmara é essencialmente constituída por um sistema de detecção de raios
gama – por exemplo, um cristal de iodeto de sódio activado com tálio –,
convenientemente colimado, assim como por outros dispositivos de
processamento dos impulsos eléctricos obtidos como consequência da
interacção das radiações gama com o cristal detector.
Além das funcionalidades tomográficas, as câmaras gama possibilitam igual-
mente o tratamento informático dos dados obtidos, permitindo a detecção, o
registo, a análise, e a quantificação das alterações que se verificam na
distribuição e troca de constituintes dos tecidos biológicos, em órgãos ou outras
regiões do corpo, em observação no exame nuclear. A exploração da
quantificação das alterações tem vindo a contribuir, de modo significativo, para
a valorização das aplicações clínicas deste tipo de medicina, como por
exemplo a ventriculografia de radionúclidos, a cintigrafia renal, e a
quantificação em Tomografia por Emissão Fotónica Simples (Single Photonic
Emission Computerized Tomography SPECT), e em Tomografia por Emissão
267
de Positrões (Positrons Emission Tomography PET). Na figura 6.12 mostra-se
um outro equipamento de medicina nuclear, com tecnologia PET – TC.
Figura 6.11 – Câmara gama de medicina nuclear Siemens,
com dois detectores e tecnologia SPECT – TC.
Figura 6.12 – Equipamento de medicina nuclear Siemens,
com tecnologia PET – TC.
As imagens cintigráficas obtidas são não só funcionais, mas também
quantificativas, o que se traduz na obtenção de mais-valias no que respeita às
informações adicionais relacionadas com os processos fisiológicos. A obtenção
de imagens de um modo dinâmico possibilita a visualização dos movimentos
do traçador radioactivo, independentemente desses movimentos serem de
natureza passiva (circulação sanguínea, difusão), ou de natureza activa
268
(secreções, excreções). A localização e a dinâmica das substâncias
radioactivas administradas nos tecidos biológicos encontram-se relacionadas
com determinadas actividades e funções biológicas, daí que se consigam obter
imagens com informações funcionais e anatómicas, em simultâneo.
A medicina nuclear tem-se vindo a desenvolver essencialmente devido aos
grandes progressos verificados nos sistemas de aquisição e processamento de
dados, englobando sinais e imagens. A tendência actual aponta para a
adopção de equipamentos não só como aquele que se mostra na figura 6.11,
em que, através de um simples registo se fundem imagens funcionais, obtidas
por meio de uma câmara gama, com imagens morfológicas, conseguidas
através da Tomografia por Emissão Fotónica Simples SPECT (sistema SPECT
– TC), mas também da Tomografia por Emissão de Positrões PET, utilizada em
equipamentos como o que se mostra na figura 6.12 (sistema PET – TC).
6.3. ANGIOGRAFIA DIAGNÓSTICA Esta técnica nasceu em 1927, com o Prof. Egas Moniz, mais tarde Prémio
Nobel da Medicina, ao realizar a primeira arteriografia cerebral e, no ano
seguinte, foi a vez do Prof. Reynaldo dos santos efectuar a primeira aortografia
abdominal. Todavia, foi só em 1953 que Seldinger desenvolveu um novo
método de angiografia por via percutânea transfemoral, o que representou um
passo muito significativo para o progresso e expansão deste meio de
diagnóstico.
Em termos evolutivos, a angiografia diagnóstica inicial continha unicamente
informações analógicas, ou seja, informações das imagens de uma forma
contínua, com a apresentação das várias áreas de enegrecimento, ao passo
que, na angiografia de subtracção digital as imagens analógicas são digita-
lizadas, isto é, tornadas descontínuas. Neste processo de conversão, a
imagem é, em primeiro lugar, gerada no equipamento de televisão por meio de
um intensificador de imagem, sendo esta imagem analógica de vídeo digita-
lizada de seguida através de um conversor analógico-digital, com a finalidade
de ser memorizada e tratada por computador. Uma das primeiras imagens
digitais obtidas, por conseguinte ainda antes da injecção do líquido de con-
traste no paciente, irá servir de máscara, ou seja como base de referência para
as imagens seguintes a obter no exame. Essa máscara é então subtraída das
269
imagens subsequentes obtidas no exame, portanto após a injecção do líquido
de contraste, daí que se irá visualizar apenas o percurso do vaso sanguíneo
por onde circula o contraste.
É exactamente devido a esta subtracção que este meio de diagnóstico se
designa por angiografia de subtracção digital. Adicionalmente, a administração
intra-arterial do contraste iodado permite, através da sua concentração, que se
atinja um bom aproveitamento da intensificação electrónica do contraste na
geração das imagens, como se mostra na figura 6.13.
Figura 6.13 – Angiografia de subtracção digital da carótida.
Comparativamente com a angiografia analógica de diagnóstico clássica, a
angiografia intra-arterial de subtracção digital apresenta o seguinte conjunto de
vantagens:
• Utilização de uma menor quantidade de líquido de contraste.
• Menor concentração do líquido de contraste.
• Possibilidade de se utilizarem cateteres de pequeno calibre.
• Custos de utilização mais reduzidos (número de películas, meios de
contraste, arquivos).
• Tempos de exame mais reduzidos, o que possibilita a realização de um
maior número de exames por unidade de tempo, rentabilizando mais
rapidamente o investimento com a aquisição do equipamento.
270
Enquanto que a angiografia convencional era utilizada apenas na avaliação e
análise das estruturas vasculares e no diagnóstico de tumores no rim, fígado e
pâncreas, a moderna angiografia digital é aplicada no diagnóstico de:
• Lesões isquémicas.
• Lesões traumáticas.
• Hemorragias.
• Tumores.
• Anomalias vasculares congénitas.
• Transplantes.
• Aneurismas.
• Lesões venosas.
6.4. MAMOGRAFIA O cancro da mama representa actualmente a doença maligna que mais afecta
a mulher e, apesar da sua incidência ter vindo a aumentar, a taxa de morta-
lidade, que se manteve estável até 1995, encontra-se em decrescimento,
possivelmente devido à maior utilização do rastreio mamográfico, fruto das
campanhas de saúde pública que têm vindo a ser realizadas. De acordo com
estudos epidemiológicos realizados, as mulheres com idade compreendida
entre 40 e 49 anos deverão efectuar o rastreio anualmente, enquanto que,
acima dos 50 anos, esse rastreio deverá ser realizado bienalmente.
Em termos anatómicos, a base da mama adulta situa-se entre a 2ª e a 6ª
costelas, na linha clavicular média, e encontra-se quase totalmente sobre o
músculo grande peitoral, estendendo-se o tecido mamário desde o bordo
lateral do externo até à linha axilar anterior e à axila. Por outro lado, a
espessura da pele situa-se entre 0,5 mm e 2 mm, encontrando-se, imedia-
tamente por baixo dela, a fáscia superficial que divide a mama em duas regiões
– região superficial e região profunda. Adicionalmente, a glândula é fixa à
fáscia e aos músculos peitorais por meio dos ligamentos de Cooper, que são
cordões fibrosos que se estendem da derme profunda ao tecido mamário
subjacente. Macroscopicamente, a mama é formada por 15 a 20 segmentos ou
lobos, incluindo cada lobo os lóbulos e os ductos excretores que drenam,
através do ducto lactífero, no mamilo.
271
Em termos de composição geral, os seios apresentam-se em quatro padrões:
• Mama adiposa, que é essencialmente hipertransparente.
• Mama com densidades fibroglandulares dispersas, e que apresentam
uma densidade intermédia.
• Mama com tecido mamário denso e heterogéneo.
• Mama com tecido mamário muito denso. Este padrão, assim como o
anterior, é caracterizado pela hipotransparência, que faz diminuir a
sensibilidade da mamografia no que respeita a detecção de pequenas
lesões, o que justifica a realização de estudos clínicos complementares,
através da recorrência à ultrassonografia (ecografia).
Saliente-se que o padrão mamário varia não só com a idade mas também com
o estado hormonal da mulher, apresentando as mulheres em idade jovem uma
densidade elevada, enquanto que, na idade pós-menopausa e na ausência de
terapêutica hormonal, a mama tem características adiposas.
A utilização da radiologia no diagnóstico mamário teve o seu início em 1913,
quando o médico cirurgião alemão Albert Salomon realizou a primeira mamo-
grafia. A partir dessa data, e devido à complexidade técnica deste tipo de
exame clínico, a sua imagiologia específica tem vindo a sofrer uma evolução
tecnológica notável, existindo actualmente equipamentos bastante complexos
que permitem efectuar todo o tipo de exames, com uma minúcia e um grau de
precisão elevadíssimos.
A mamografia continua a ser, ainda hoje, o meio de diagnóstico gold standard,
como afirma a Doutora Isabel Ramos, Professora Catedrática da Faculdade de
Medicina da Faculdade do Porto, no estudo das patologias mamárias. Contudo,
apesar da elevadíssima sofisticação dos equipamentos existentes, a qualidade
do exame depende ainda bastante da utilização mais adequada desses
equipamentos, assim como da experiência de quem realiza o exame.
Na figura 6.14 mostra-se um equipamento moderno de mamografia, digital, que
permite a visualização de imagens em tempo real, o diagnóstico de eventuais
anomalias, a realização de biopsias, e o processamento e tratamento posterior
das imagens obtidas. É caracterizado ainda pela sua elevada resolução não só
espacial mas também do contraste das imagens, e possui um tubo de raios X
construído com o ânodo em tungsténio e molibdénio, que assegura uma dose
272
de radiação cerca de 50 % inferior à dos equipamentos de raios X conven-
cionais. Além disso, como se esquematiza na figura 6.15, a intensidade do
feixe de raios X adapta-se automaticamente ao padrão mamário, aumentando
assim o rigor dos exames, tornando-os menos dependentes das intervenções
dos radiologistas.
Figura 6.14 – Equipamento Siemens de mamografia digital.
Figura 6.15 – Regulação automática da intensidade do feixe
de raios X em função do padrão mamário.
Após um exame mamográfico, em primeiro lugar deve-se avaliar a qualidade
desse exame e, em seguida, efectuar os seguintes procedimentos clínicos:
• Determinar a composição geral da mama.
• Analisar a existência ou não de lesões.
• Confirmar se a(s) lesão(ões) é(são) reais.
• Localizar essas lesões, se de facto existirem.
273
6.5. TOMOGRAFIA COMPUTORIZADA A tomografia computorizada (TC), resulta da evolução tecnológica natural da
imagiologia radiológica convencional baseada nos raios X que, devido à sua
elevada energia, tem a capacidade de atravessar corpos e objectos. A TC foi
inicialmente descrita em 1973 por Godfrey Hounsfield, investigador dos labora-
tórios Thorn-EMI, num artigo científico publicado na revista inglesa British
Journal of Radiology, e consiste na reconstrução, através de métodos computa-
cionais, dos dados obtidos por varrimentos sucessivos de uma mesma região
do corpo humano, com radiação X, com uma alteração sucessiva das posições
relativas entre o feixe da radiação e o objecto em exame. Por conseguinte, as
imagens assim obtidas representam, cada uma delas, um corte localizado, ou
seja, uma fatia axial, com uma espessura compreendida entre 1 mm e 10 mm,
daí a designação inicial desta técnica – Tomografia Axial Computorizada
(TAC). Para melhor compreensão, apresenta-se na figura 6.16 uma imagem no
plano axial do tórax.
Figura 6.16 – Corte de TC no plano axial do tórax.
Em termos de blocos funcionais, os equipamentos de TC são normalmente
constituídos pelos seguintes módulos:
• Gerador de alta tensão, para a alimentação ânodo-cátodo do tubo
gerador de raios X.
• Conjunto mesa/gantry, estando o tubo de raios X, os sistemas de
detecção da radiação, e os conversores analógico-digitais inseridos no
gantry.
274
• Computador, que assegura a gestão de todo o sistema assim como o
processamento digital dos dados recolhidos.
• Consola de operação e de visualização das imagens.
• Sistema de armazenamento das imagens.
Os equipamentos actuais encontram-se equipados com 600 a 800 detectores
dispostos lado a lado, e emitem feixes de radiação em leque, o que evita a
existência de movimento de translação e torna mais rápida a aquisição de
dados. Além disso, para cobrirem toda a área do corpo humano sujeita a
exame tomográfico, dispõem de um sistema de rotação síncrono “tubo de raios
X – detectores”, ou de outro sistema alternativo, em que os detectores estão
fixos, girando apenas o tubo. Já nos anos 90 do século passado, foram
disponibilizados equipamentos com mais um grau de liberdade, em que, asso-
ciado ao movimento rotativo síncrono “tubo – detectores”, se tem igualmente o
movimento longitudinal incremental da mesa onde se encontra o paciente, o
que permite a aquisição de dados de uma forma contínua – aquisição helicoidal
–, como se esquematiza na figura 6.17.
Figura 6.17 – Aquisição de dados helicoidal.
Atendendo a que esta aquisição é realizada em modo contínuo ao longo de
uma espiral, os dados obtidos deixam de ter uma distribuição plana, ou seja,
bidimensional, mas sim volumétrica, isto é, tridimensional. Esta técnica permite
assim que, além da reconstrução clássica em cortes bidimensionais fatia a
fatia, sejam ainda possíveis outras reconstruções, como a SSD (Surface
275
Shaded Display), a MIP (Maximum Intensity Projection), e a mIP (minimum
Intensity Projection), conseguindo-se assim a representação de superfícies
sombreadas em volume e profundidade (SSD), assim como a representação de
estruturas com um valor de voxel acima (MIP) ou abaixo (mIP) de um
determinado limiar previamente seleccionado pelo radiologista.
Para melhor entendimento, veja-se seguidamente quais os conceitos de pixel e
de voxel. Para isso, considere-se a figura 6.18, em que se tem uma matriz de
imagem (corte), com uma dada espessura e constituída por um determinado
número de elementos rectangulares. Esta imagem genérica corresponde,
grosso modo, à imagem reconstruída computacionalmente num equipamento
de TC, sendo assim formada por um conjunto bidimensional de elementos – os
elementos rectangulares –, que são designados por pixels (aglutinação de
picture element), tendo cada um deles um valor codificado para a sua
representação numa escala a preto e branco. O pixel representa a base
rectangular de um elemento de volume paralelepipedal, designado por voxel,
correspondendo a altura desse paralelepípedo à espessura da imagem.
Figura 6.18 – Matriz de imagem (corte) obtida na TC.
A TC posiciona-se, em conjunto com a Ressonância Magnética, na moderna
imagiologia, permitindo a disponibilização das imagens obtidas nos exames e o
seu armazenamento digital, para que, posteriormente, possam ser processadas
e enviadas electronicamente, sem perda de qualidade. Uma área de dia-
gnóstico onde a TC se destaca são os estudos das estruturas vasculares,
clinicamente designados por angio-TC, na medida em que representam uma
276
associação da angiografia com a tomografia, sendo de salientar que a angio-
-TC é actualmente a técnica de diagnóstico do tromboembolismo pulmonar.
Apesar de, actualmente, o peso da RM como técnica diagnóstica em termos
morfológicos suplante a TC, sem dúvida que a TC resolve bastantes problemas
clínicos que exigem uma resposta imediata e pouco onerosa, em relação à
imagiologia. Além disso, existem situações clínicas exequíveis apenas por
recorrência à TC, como sucede com as lesões ósseas e as calcificações,
praticamente não identificáveis na RM. Por conseguinte, pode-se afirmar que a
TC e a RM são técnicas de imagiologia complementares.
6.6. RESSONÂNCIA MAGNÉTICA A par da Tomografia Computorizada, a Ressonância Magnética é a técnica de
imagiologia que tem experimentado um dos maiores desenvolvimentos nos
últimos anos, sendo a não utilização de radiação electromagnética ionizante
assim como a sua excelente resolução espacial e de contraste, as suas
principais vantagens.
Como é do conhecimento geral, o corpo humano contém, na sua composição,
uma percentagem muito significativa de água, ou seja, os átomos de hidrogénio
são os que existem em maior número no corpo. Estes átomos são, por sua vez,
constituídos apenas por um electrão, que tem carga eléctrica negativa, e por
um núcleo onde existe também apenas um protão, que possui carga eléctrica
positiva. Adicionalmente, o núcleo roda sobre si próprio, isto é, possui um spin,
criando assim um pequeno campo magnético o que faz com que o protão seja
semelhante a um pequeno magneto. Quando se submete o paciente à acção
de um campo magnético, gerado através de uma onda de rádio-frequência, os
protões giram em torno do seu eixo, movimento de rotação esse que se
designa por precessão e cuja frequência depende da intensidade do campo
magnético aplicado. Ao mesmo tempo, os protões irão alinhar-se com o campo,
em paralelo ou em antiparalelo, existindo mais protões na primeira situação, na
medida em que se trata de um nível menos energético, conduzindo à formação
de um campo magnético do próprio paciente, e que apresenta uma direcção
longitudinal em relação à direcção do campo exterior.
Quando a onda magnética de RF tem a mesma frequência da precessão
protónica, dá-se um fenómeno de ressonância, e os protões absorvem energia,
277
saindo assim do nível de menor energia (paralelo), para o nível de energia mais
elevada (antiparalelo), diminuindo desse modo a magnetização longitudinal. Ou
seja, surge uma nova magnetização, transversal à direcção do campo ma-
gnético aplicado externamente.
No passo seguinte, quando se desliga a radiação de RF externa, dá-se um
aumento da magnetização longitudinal, uma vez que os protões vão perdendo
a energia acumulada, regressando ao nível de menor energia. Esta relaxação
longitudinal, que traduz o retorno progressivo dos núcleos ao seu estado
natural à medida que vão libertando a energia acumulada, é descrita através de
uma constante temporal T1 – tempo de relaxação –, que é tanto menor quanto
mais eficiente for essa libertação energética e vice-versa, sendo de salientar o
facto dos tecidos adiposos, isto é, a gordura, apresentar o menor tempo de
relaxação.
A variação da magnetização transversal, que depende do grau de mobilidade
entre moléculas, é descrita pelo tempo de relaxação T2, que é tanto maior
quanto mais elevada for a mobilidade e vice-versa. No caso da água, como a
mobilidade das suas moléculas é elevada, o tempo T2 é relativamente longo.
No que respeita aos tecidos biológicos, os que são ricos em colagénio, fibras, e
proteínas, apresentam um T1 baixo/intermédio, e um T2 baixo, enquanto que
os tecidos ricos em água, como por exemplo o edema, as inflamações, as
necroses, os quistos, as hemorragias, os tumores, têm um T1 baixo e um T2
elevado.
Por conseguinte, patologias diferentes poderão apresentar sinais similares,
como por exemplo um edema e um tumor, e, por outro lado, o mesmo processo
patológico pode apresentar características de sinal diferentes, se houver
alguma alteração nos tecidos. Por exemplo, se houver uma alteração da
composição e estrutura de um tecido, como sucede com o aparecimento de
tumores num tecido são, o sinal também se altera, permitindo assim a detecção
da anomalia tecidular.
A combinação da RM com a angiografia, isto é, com a administração de
contraste, nomeadamente de quelatos de gadolínio, permite aumentar a
capacidade de detecção e de caracterização das lesões, sendo estes
contrastes de administração bastante segura e sem contra-indicações,
mostrando-se na figura 6.19 uma angio – RM da aorta abdominal.
278
Figura 6.19 – Angio – RM, de uma prótese da aorta abdominal,
com aquisição volumétrica ponderada em T1, e com
contraste de gadolínio.
Apesar das grandes potencialidades e dos progressos notáveis da RM, a sua
utilização está contra-indicada na presença de material ferromagnético e em
pacientes que tenham pacemakers implantados, mesmo estando inactivos.
Note-se que, em pacemakers activos, o campo magnético aplicado pelo equi-
pamento de RM provoca interferências electromagnéticas nos circuitos ele-
ctrónicos do pacemaker, podendo conduzir não só ao aparecimento de
frequências de funcionamento diferentes, mas também à sua imobilização, com
consequências muito graves. Por outro lado, devido ainda às linhas de força do
campo magnético de RM, tanto a estrutura metálica do pacemaker, activo ou
inactivo, assim como as próteses metálicas ferromagnéticas, serão sede de
forças electromotrizes geradas com base na lei de indução de Faraday, que,
por sua vez, darão origem a correntes de Foucault, que são correntes de curto-
-circuito de elevada intensidade, provocando aquecimentos muito perigosos
nos tecidos biológicos circundantes.
A RM utiliza-se na imagiologia do sistema nervoso central, do tórax, do
abdómen, da pélvis, do sistema músculo-esquelético, e em angiologia, sendo
previsível que, além da realização de exames morfológicos, seja possível a
realização de estudos funcionais.
279
6.7. OBSERVAÇÕES FINAIS Para melhor compreensão dos assuntos expostos nos Capítulos 5 e 6, relati-
vamente às aplicações terapêuticas e às aplicações médicas dos campos
electromagnéticos, apresenta-se no quadro 6.1 um resumo de todas as
técnicas que se apresentaram, assim como as respectivas bases físicas.
Técnicas Bases físicas
Aplicações terapêuticas
Estimulação Magnética Transcraniana Campo magnético
Estimulação Eléctrica Óssea, por Eléctrodos (invasiva)
Campo eléctrico
Estimulação Eléctrica Óssea Capacitiva Campo eléctrico
Estimulação Eléctrica Óssea Magnética Campo magnético
Tratamento por Hipertermia Rádio-frequência
Ablação de Rádio Frequência, por Eléctrodos (invasiva)
Rádio-frequência
Radioterapia Oncológica Fotões/radiação gama
Terapia de Partículas Protões de hidrogénio, iões de carbono
Aplicações médicas em imagiologia
Radiografia Raios X
Fluoroscopia Raios X
Imagiologia Cirúrgica Raios X
Angiografia Raios X
Tomografia Computorizada Raios X
Ressonância Magnética Rádio-frerquência
Medicina Nuclear SPECT-TC e PET-TC / Câmara Gama
Raios X, raios gama
Mamografia Raios X
Urologia Raios X
Quadro 6.1 – Aplicações terapêuticas e aplicações médicas em imagiologia,
dos campos electromagnéticos.
Nos textos anteriores não se desenvolveu de uma forma pormenorizada os
princípios físicos assim como os desenvolvimentos recentes no que respeita a
uma das aplicações terapêuticas modernamente utilizadas na cura do cancro,
280
que é a terapia de partículas. Por outro lado, e da mesma forma, também não
se expôs o princípio físico de uma outra aplicação médica de imagiologia, que
é a ecografia, na medida em que o seu funcionamento se baseia apenas nas
ondas sonoras, mais concretamente nos ultrassons. Contudo, para se terminar
este capítulo, apresenta-se uma descrição destas duas aplicações, dada a sua
elevada importância na medicina actual.
6.7.1. Terapia de Partículas Como é sabido, e apesar de se verificarem algumas excepções, a proba-
bilidade de se contrair cancro aumenta com a idade, sendo uma das pre-
ocupações actuais das autoridades sanitárias, sobretudo em países desen-
volvidos, devido exactamente não só ao aumento considerável da esperança
média de vida mas também pelos hábitos de vida que, numa franja significativa
da população, não são os mais adequados para se assegurar uma existência
isenta de problemas de saúde. Na prática, o tratamento de tumores
cancerígenos tem vindo a ser realizado através de dois processos:
• Quimioterapia, que consiste na utilização adequada de radionúclidos,
administrados aos pacientes, com a finalidade de destruir as células
cancerígenas, destruição essa conseguida pela retenção prolongada
dos radiofármacos nos tecidos alvo. Este requisito é normalmente
previsto e analisado através de um estudo prévio de diagnóstico, que
deve ser realizado antes da administração deste tipo de actividade tera-
pêutica. Além das aplicações terapêuticas em casos benignos – por
exemplo, hipertiroidismo e artrite reumatóide –, este tipo de tratamento é
também utilizado nas situações malignas, sendo a mais importante o
carcinoma da tiróide, onde se tem vindo a aplicar, há mais de 50 anos, o
radioisótopo iodo-131. Outras aplicações desta técnica incluem o
tratamento de doenças mieloproliferativas, com o fósforo-32, de tumores
derivados da crista neural, e o tratamento paliativo de metástases
ósseas – carcinomas da próstata e da mama –, utilizando-se o
estrôncio-89, o rénio-186 ou o samário-153.
• Radioterapia, em que os tecidos cancerígenos são bombardeados
através de feixes concentrados de fotões de elevada energia, como
281
sucede com a radiação gama, com uma energia fotónica da ordem de
18 MeV.
Nos últimos dez anos, graças aos esforços de investigação que têm vindo a ser
desenvolvidos pela multinacional Siemens, em parceria com hospitais, centros
de investigação, e universidades alemãs e americanas, a radioterapia sofreu
avanços notáveis, tendo sido desenvolvidos equipamentos de radioterapia que
utilizam protões de hidrogénio, com uma energia de 135 MeV. Adicionalmente,
os radiologistas que desenvolvem investigação neste tipo de terapêutica
constataram que a utilização de iões pesados de carbono, com uma energia de
250 MeV, como o provam estudos realizados no Japão, conduziram a
resultados significativos no que respeita ao tratamento de tumores oculares, da
próstata, do pescoço, e da cabeça, daí que a utilização deste tipo de partículas
seja já aceite com bastante confiança.
A grande vantagem desta nova terapêutica, designada por terapia de
partículas, quando comparada com a radiologia oncológica convencional com
bombar-deamento de fotões, reside essencialmente no facto de se dosear com
uma elevada precisão a quantidade de radiação necessária a concentrar no
tecido tumoral, poupando os tecidos sãos envolventes, como se mostra na
figura 6.20.
Conforme se pode constatar, na radiologia clássica a dose máxima é atingida
nos tecidos sãos, muito próximos da superfície da pele, ou seja, a uma
profundidade reduzida, enquanto que, com protões de hidrogénio e iões de
carbono, essa dose máxima é sempre atingida no interior do tecido tumoral,
sendo bastante mais reduzida nos tecidos sãos adjacentes. Por outro lado,
atendendo ainda a que as energias são significativamente mais elevadas na
terapia de partículas, o feixe de radiação é bastante mais eficiente.
A situação expressa no ábaco exposto na figura 6.20, é conseguida na prática,
no equipamento projectado e desenvolvido pela Siemens, equipamento esse
que se mostra na figura 6.21, através da utilização de tecnologia extremamente
avançada, nos domínios não só da física das partículas mas também da
engenharia electrotécnica, electrónica, mecânica e electromecânica. Saliente-
-se que esse equipamento contém um acelerador linear de partículas, assim
como um sistema de posicionamento altamente sofisticado, que permite
282
localizar e circunscrever a área tumoral com uma precisão inferior a um milí-
metro, e ainda um outro sistema de scanning, designado por pencil beam
scanning (caneta de rastreio do feixe), que permite visualizar toda a operação
tridimensionalmente (figura 6.22).
Figura 6.20 – Dose relativa de radiação em função da
profundidade de penetração, e do tipo de partícula.
Figura 6.21 – Equipamento Siemens de terapia de partículas.
283
Figura 6.22 – Esquematização do princípio de funcionamento do equipamento
Siemens de terapia de partículas.
Do ponto de vista clínico, a terapia de partículas apresenta as seguintes
vantagens:
• Tratamento de tumores resistentes à radiologia convencional.
• Tratamento de tumores profundos, sem sujeitar os tecidos sãos envol-
ventes a doses significativas de radiação.
• Tratamento de tumores situados muito próximo de órgãos vitais.
• Probabilidade reduzidíssima de desenvolvimento de cancros secun-
dários nos tecidos envolventes dos tumores, devido à concentração de
radiação quase exclusivamente no tecido tumoral.
• Tratamento de tumores pediátricos, pelos mesmos motivos.
6.7.2. Ecografia A ecografia, também designada por imagiologia de ultrassons, é uma técnica
de diagnóstico por imagem baseada no fenómeno da interacção entre ultras-
sons e tecidos biológicos, ou seja, baseada na reflexão de ultrassons que se
propagam no corpo. Os ultrassons utilizados em ecografia têm uma frequência
superior a 20 kHz, ou seja, superior ao limite de frequência audível pelo ouvido
284
humano, sendo gerados através do fenómeno piezoeléctrico, isto é, de con-
versão de impulsos eléctricos em impulsos mecânicos e vice-versa. A
velocidade do feixe ultrassónico depende do material atravessado (quadro 6.2),
e os ecos gerados a partir das diferentes interfaces entre os tecidos,
encontradas no trajecto desse feixe, retornam ao equipamento num intervalo
de tempo que é proporcional à sua penetração na área em estudo. A imagem
ecográfica é assim constituída pelos efeitos acústicos derivados da interacção
entre a onda sonora e o tecido biológico. Na ecografia diagnóstica, a frequência
de emissão acústica apresenta os seguintes valores típicos:
• 2 MHz – estudos cardíacos, transcranianos, e abdominais profundos.
• 3,5 MHz – exames abdominais e pélvicos.
• 5 MHz – exames abdominais e endocavitários.
• 10 MHz – avaliação de estruturas superficiais, que incluem os vasos
sanguíneos, e os tecidos moles, e exames endoscópicos.
• Até 20 MHz e frequências superiores – estudos da pele, olhos e vasos
sanguíneos.
Tecidos Velocidades (m/s)
Ar 340
Gordura 1450
Água 1540
Rim 1560
Sangue 1570
Músculo 1585
Cristalino 1620
Osso 3200
Metais > 4000
Quadro 6.2 – Velocidade dos ultrassons em diversos tecidos.
Os ultrassons, ao propagarem-se no interior do corpo humano, são reflectidos
em cada interface entre dois tecidos, sendo uma parte da onda que é
transmitida e outra que é reflectida. No quadro 6.3 mostra-se as percentagens
da energia reflectida de uma onda acústica ultrassonora, que incide perpen-
dicularmente à interface entre diversos tecidos biológicos.
285
Interface Músculo Fígado Sangue Osso
Músculo ----- 0,02 0,1 41
Fígado 0,02 ----- 0,02 42
Sangue 0,1 0,02 ----- 43
Gordura 1,1 0,8 0,6 49
Quadro 6.3 – Percentagem da energia reflectida de uma onda de ultrassons.
Para finalizar, apresenta-se na figura 6.23 um equipamento de ecografia, e na
figura 6.24 uma ecografia tridimensional do rosto de um bebé no ventre
materno.
Figura 6.23 – Equipamento Siemens de ecografia.
Figura 6.24 – Imagem ecográfica de um bebé em gestação.
286
BIBLIOGRAFIA
1. Livros
[1] – John D. Kraus, “Electromagnetics”. McGraw-Hill International Editions, Electrical Engineering Series, fourth edition, New York, USA, 1991.
[2] – Riadh W. Y. Habash, “Electromagnetic Fields and Radiation. Human Bioeffects and Safety”. Marcel Dekker, Inc., New York, USA, 2002.
[3] – João Martins Pisco (coordenador), “Imagiologia Básica. Texto e Atlas”. Lidel – edições técnicas, Lisboa, Setembro de 2003.
[4] – Peter Stavroulakis (editor), “Biological Effects of Electromagnetic Fields”. Springer-Verlag, Berlin, Germany, 2003.
[5] – Gunni Nordström, “The Invisible Disease. The Dangers of Environ-mental Illnesses caused by Electromagnetic Fields and Chemical Emissions”. O Books, Winchester, UK, 2004.
[6] – Frank S. Barnes, Ben Greenebaum (editores), “Biological and Medical Aspects of Electromagnetic Fields”. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, Florida, USA, 2007.
[7] – Frank S. Barnes, Ben Greenebaum (editores), “Bioengineering and Biophysical Aspects of Electromagnetic Fields”. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, Florida, USA, 2007.
Como se pode constatar, esta bibliografia encontra-se ordenada por ordem
crescente do ano de publicação e, para o mesmo ano, por ordem alfabética do
primeiro nome dos autores. A estrutura deste nosso livro de apoio, no que
respeita aos conteúdos e às imagens e esquemas inerentes aos capítulos 1 a
4, baseia-se essencialmente na ref. [2], que consideramos ser uma excelente
obra de referência neste domínio. A referência [1] é bastante importante no que
concerne ao estudo dos campos electromagnéticos, incluindo o campo
magnético terrestre e a distribuição electromagnética na atmosfera, cujos
esquemas incluímos no capítulo 2. Quanto às referências [4], [6] e [7], contêm
diversos trabalhos de investigação extremamente importantes, tendo contri-
buído para a elaboração do capítulo 5, no que respeita às aplicações médicas
e terapêuticas dos campos electromagnéticos. Por sua vez, a ref. [3], que é
uma excelente obra de referência no domínio da imagiologia médica, foi
essencial para a elaboração do capítulo 6, tendo nós utilizado diversas figuras
287
existentes no seu conteúdo. No que respeita à ref. [5], é uma obra bastante
interessante e honesta, escrita por uma jornalista sueca, que descreve alguns
casos de efeitos nocivos para a saúde devido à exposição a campos
magnéticos, ocorridos nos países nórdicos. Finalmente, importa referir que os
livros [2], [4], [6] e [7] apresentam um conjunto notável, e em grande quan-
tidade, de referências bibliográficas que incluem livros, artigos científicos, e
relatórios médicos.
2. Internet
[1] – Siemens Medical Worldwide, http://www.medical.siemens.com
Esta multinacional alemã, do sector eléctrico e electrónico, é actualmente o
maior construtor mundial de equipamentos de electromedicina, sendo de
grande importância consultar esta sua página na Internet, na medida em que
representa uma fonte de conhecimentos extremamente completa e elucidativa
sobre as aplicações médicas em imagiologia e terapêutica. A informação
recolhida foi essencial para a elaboração de parte do capítulo 5 assim como do
capítulo 6, não só em termos de texto escrito mas também das imagens
ilustrativas.
Com base em Habash [2], apresenta-se seguidamente uma listagem de revis-
tas científicas especializadas na investigação dos efeitos biofísicos dos campos
electromagnéticos, assim como uma relação de diversos organismos estran-
geiros, relacionados com este tema.
3. Revistas Científicas
Advances in Electromagnetic Fields in Living Systems
American Journal of Epidemiology
American Journal of Public Health
Annals of Biomedical Engineering
Bioelectromagnetics
Biomedical Radioelectronics
288
Biophysical Journal
British Medical Journal
Cancer Causes and Control
Compliance Engineering
Computers in Biology and Medicine
Electromagnetic Fórum
Epidemiology
EPRI Journal
Health Physics
IEEE Proceedings in Medicine and Biology Magazine
IEEE Transactions on Antenna and Propagation
IEEE Transactions on Biomedical Engineering
IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility
IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques
International Journal of Radiation Biology
Journal of Biological Chemistry
Journal of Comparative Physiology
Journal of Microwave Power
Journal of the American Medical Association
Journal of Theoretical Biology
Nature
New England Journal of Medicine
Physical Review
Physics Today
Proceedings of the National Academy of Sciences
Public Health
Radiation Research
289
Science
The Cancer Journal
Transmission and Distribution World
Wirelesseurope
4. Organismos Estrangeiros
Organismos Países Endereços na internet
Califórnia EMF Program USA www.dnai.com/~emf/
Coghill Research Laboratories Ltd
UK www.congresslab.demon. co.uk/
Electric Words Australia www.electric-words.com/
EM Bioprotection USA www.emxgroup.com/
EM Facts Consultancy Austrália www.tassie.net.au/emfacts/
EMF Effects USA www.thwww.com/mrwizard/ wizardEMF.HTM
EMF Guru USA www.emfguru.com/
EMF/RFR Bioeffects and Public Policy
USA www.wave-guide.org/
F.A.C.T.S. USA www.flipag.net/nopoles/
FEB Suécia www.feb.se/
Frequently Asked Questions on Cell Phone Antennas and Human Health
USA www.mcw.edu/gcrc/cop/cell-phone-health-FAQ/toc.html
Frequently Asked Questions on Power Lines and Cancer
USA www.mcw.edu/gcrc/cop/powerlines-cancer-FAQ/toc.html
Frequently Asked Questions on Static Electromagnetic Fields and Cancer
USA www.mcw.edu/gcrc/cop/static-fields-cancer-FAQ/toc.html
International EMF Project Suíça www.who.ch/emf/
290
Less EMF USA www.lessemf.com/emf-news.html
Microwave News USA www.microwavenews.com/
NEFTA USA kato.theramp.net/nefta/
NRPB UK www.nrpb.org.uk/
OSHA USA www.osha-slc.gov/SLTC/ radiofrequencyradiation/
Powerwatch UK www.powerwatch.org.uk/
Radiation and Health Physics USA www.umich.edu/~radinfo/
RF Safe USA www.rfsafe.com/
RF Safety Program USA www.fcc.gov/oet/rfsafety/
SARData USA www.sardata.com/
SARTest UK www.sartest.com/
291
ANEXO 1. PENETRAÇÃO DO CAMPO ELÉCTRICO NOS TECIDOS BIOLÓGICOS
1.1. CAMPO ELÉCTRICO ESTACIONÁRIO Considerem-se 2 meios homogéneos e isotrópicos, 1 e 2, caracterizados
respectivamente pelas suas permitividades (ou constantes dieléctricas) ε1 e ε2,
e pelas suas condutividades eléctricas σ1 e σ2, separados por uma fronteira
plana, como se mostra na figura A1. O meio 1 poderá ser considerado como
sendo o ar, o meio 2 como um tecido biológico humano, e a fronteira de sepa-
ração como a pele que reveste o tecido biológico. Por outro lado, como se
mostra ainda na figura A1, as linhas de força do vector intensidade do campo
eléctrico E1, do vector deslocamento eléctrico (ou densidade de fluxo eléctrico)
D1, assim como do vector densidade de corrente eléctrica J1, no meio 1 (ar), ao
incidirem na fronteira de separação (pele) segundo um ângulo de inclinação α1,
sofrem um fenómeno de refracção ao penetrarem no tecido biológico, sendo
assim desviados no interior do meio 2 segundo um ângulo de inclinação α2.
Figura A1 – Refracção dos vectores intensidade do campo eléctrico E,
deslocamento eléctrico (ou densidade de fluxo eléctrico) D, e densidade
de corrente eléctrica J, ao penetrarem nos tecidos biológicos, considerando
o ar e os tecidos como meios homogéneos e isotrópicos.
fronteira (pele)
meio 2 (tecido biológico)
2Jr
1Jr
2Dr
1Dr
2Er
1Er
2tEr
1tEr
1nEr
2nEr
α2
α1
ε1 σ1
ε2 σ2
meio 1 (ar)
292
É sabido, do estudo da electrostática, que se tem uma continuidade das com-
ponentes tangenciais do vector intensidade do campo eléctrico, ou seja:
21 tt EE =
Por outro lado, se a densidade superficial de cargas eléctricas na fronteira de
separação for ρS, tem-se, através do teorema de Gauss:
Snn DD ρ=− 21
Atendendo ainda a que os dois meios são isotrópicos, pode-se escrever:
111 nn ED ε=
222 nn ED ε=
vindo assim, por substituição:
Snn EE ρεε =− 2211
Adicionalmente, para correntes eléctricas estacionárias, isto é, invariantes no
tempo (corrente contínua), tem-se:
21 nn JJ =
e, atendendo a que os dois meios são isotrópicos, isto é:
111 nn EJ σ=
222 nn EJ σ=
virá ainda:
2211 nn EE σσ =
Por conseguinte, tem-se assim, para grandezas estacionárias:
21 tt EE =
Snn EE ρεε =− 2211
02211 =− nn EE σσ
293
Atendendo ainda à figura A1, podem-se escrever as seguintes relações trigono-
métricas:
1
11
n
t
EE
tg =α
2
22
n
t
EE
tg =α
vindo assim:
2
1
1
2
1
2
2
1
2
1σσ
αα
===n
n
n
n
t
tEE
EE
EE
tgtg
ou seja, por simplificação:
22
11 α
σσα tgtg =
Na prática, como se podem considerar os seguintes valores:
• material 1 (ar) : σ1 = 10-13 S/m
• material 2 (tecido biológico): σ2 = 10-1 S/m
virá, em termos numéricos comparativos:
212
1 10 αα tgtg −=
Se o campo eléctrico exterior incidir perpendicularmente à pele, tem-se
α1 ≅ 0o (≅ 0,5º), ou seja:
212o 10)5,0( αtgtg −=
102 10=αtg
o2 90≅α
constatando-se assim que o vector intensidade do campo eléctrico E2 é
praticamente paralelo à pele, o que é o mesmo que dizer-se que o campo
eléctrico exterior sofre uma refracção sensivelmente igual a 90º ao penetrar
nos tecidos biológicos.
294
Fazendo agora:
incidente) (campoexterno11 EEEn =≈
absorvido) (campointerno2 EEn ≈
virá:
interno2externo1 EE σσ ≈
121
13
2
1
externo
interno 101010 −
−
−=≈=
σσ
EE
concluindo-se deste modo que a intensidade do campo eléctrico interno, no
tecido biológico, é insignificante.
Na figura A2, extraída de um artigo científico publicado na revista
Bioelectromagnetics nº 1, pp. 117-129, em 1980, ilustra-se esquematicamente
os valores das densidades de corrente geradas nos tecidos biológicos
humanos, do porco e do rato, quando sujeitos a um campo eléctrico vertical,
estacionário, respectivamente com as intensidades de 180 kV/m, 67 kV/m e 37
kV/m. Note-se que essas densidades de corrente são devidas às correntes
eléctricas que circulam nos tecidos, com origem nos campos eléctricos
internos. Como se constata, os seus valores são insignificantes, notando-se
que são mais elevados nas zonas de menor secção, como sucede no pescoço,
nas pernas, e sobretudo nas articulações.
Figura A2 – Densidades de corrente nos tecidos biológicos do homem, do porco,
e do rato, quando sujeitos a campos eléctricos verticais estacionários.
295
Por outro lado, se se atender à configuração física humana (vertical, alongada
e estreita), e do rato (baixa e comprida), facilmente se conclui que este último
se encontra sujeito a uma maior dose de linhas de força do campo eléctrico,
isto é, para a mesma intensidade do campo eléctrico externo, o campo eléctrico
interno no corpo do homem será bastante inferior, ou, como corolário, para se
ter a mesma intensidade do campo eléctrico interior no homem e no rato, a
intensidade do campo eléctrico exterior a que o rato deverá estar sujeito é
bastante menor que a do corpo humano.
No estudo teórico que se desenvolveu anteriormente, considerou-se que os
tecidos biológicos são homogéneos e isotrópicos, todavia, na prática, tal não
sucede, como se demonstra através da figura A2, apesar dos valores indicados
terem sido estimados apenas teoricamente.
1.2. CAMPO ELÉCTRICO QUASE ESTACIONÁRIO Esta designação física e electrotécnica, de quase estacionário, diz respeito a
grandezas variáveis no tempo, de uma forma alternada sinusoidal, com uma
frequência extremamente reduzida, como sucede por exemplo com a tensão
eléctrica e com a intensidade da corrente eléctrica, nas redes de distribuição de
energia em baixa tensão a 50 Hz.
Para melhor compreensão da notação simbólica utilizada, considere-se então
uma tensão eléctrica e uma intensidade de corrente eléctrica, cujos valores
instantâneos u e i são alternados sinusoidais. Por conseguinte, pode-se
escrever, respectivamente:
tUu ωsin2=
)(sin2 ϕω −= tIi
sendo U e I os respectivos valores eficazes, ω = 2 π f a frequência angular elé-
ctrica, f a frequência, t o tempo, e ϕ o ângulo de desfasamento entre a sinu-
sóide da corrente e a sinusóide da tensão.
Em termos de notação simbólica, estas duas grandezas podem ser represen-
tadas através de variáveis complexas, designadas por fasores, tendo-se assim,
respectivamente, para o fasor da tensão (ou tensão eficaz complexa), e para o
fasor da corrente (ou corrente eficaz complexa):
296
0jeUU =
ϕjeII −=
sendo 1−=j .
Regressando então ao estudo dos campos eléctricos, e tendo ainda em
atenção a figura A1, pode-se escrever, em termos de fasores:
Snn EE ρεε =− 2211
Snn jEE ρωσσ −=− 2211
Combinando estas duas equações, obtém-se:
211
221 nn E
jjE
εωσεωσ
++
=
Como se tem, para os mesmos materiais, isto é, para o meio 1 (ar) e para o
meio 2 (tecido biológico), respectivamente:
• σ1 = 10-13 S/m
• σ2 = 10-1 S/m
• ε1 = 10-11 F/m
• ε2 = 10-5 F/m
virá, para a frequência f = 50 Hz:
rad/s314502 =×= πω
2913
31
21113
51
1 1031010310
10314101031410
nnn EjjE
jjE −−
−−
−−
−−
××+××+
≈××+××+
=
Atendendo ainda a que se tem:
22 εωσ >>
11 εωσ <<
pode-se escrever:
21
22
1
21 nnn EjE
jE
εωσ
εωσ
−=≈
297
Por conseguinte, ao substituírem-se valores ter-se-á:
27
211
1
1 10310314
10nnn EjEjE ××−=
×−≈ −
−
ou seja:
8
externo
interno
1
2 103 −×≈=EE
EE
n
n
concluindo-se igualmente que a intensidade do campo eléctrico absorvido é
insignificante.
No ábaco da figura A3 (U.S. Office of Technology Assessment. Biological
Effects of Power Frequency Electric and Magnetic Fields. U.S. Government
Printing Office, Washington, DC, Background Paper OTA-BP-E-53, 1989),
mostram-se os níveis de exposição ao valor eficaz da intensidade do campo
eléctrico, em função da distância, para linhas de transporte de alta tensão a
500 kV, para linhas e instalações eléctricas de distribuição em baixa tensão, e
para equipamentos eléctricos de uso geral, como por exemplo electro-
domésticos. Note-se, como curiosidade, que, para distâncias inferiores a cerca
de 0,5 m, o nível de exposição aos electrodomésticos é bastante superior ao
que se verifica com as instalações eléctricas de baixa tensão.
Figura A3 – Valor eficaz da intensidade do campo eléctrico em função
da distância, para linhas de alta tensão, instalações de distribuição
em baixa tensão, e electrodomésticos.
298
ANEXO 2. PENETRAÇÃO DO CAMPO MAGNÉTICO NOS TECIDOS BIOLÓGICOS
2.1. CAMPO MAGNÉTICO ESTACIONÁRIO Tal como sucedeu relativamente à incidência do campo eléctrico, considerem-
-se 2 meios homogéneos e isotrópicos, 1 e 2, caracterizados respectivamente
pelas suas permeabilidades magnéticas μ1 e μ2, como se mostra na figura A4.
O meio 1 poderá ser considerado como sendo o ar, o meio 2 como um tecido
biológico humano, e a fronteira de separação como a pele que reveste o tecido
biológico. Por outro lado, como se mostra ainda na figura A4, considere-se
ainda genericamente que as linhas de força do vector intensidade do campo
magnético H1, assim como do vector densidade de fluxo magnético B1, no meio
1 (ar), ao incidirem na fronteira de separação (pele) segundo um ângulo de
inclinação α1, sofrem um fenómeno de refracção ao penetrarem no tecido
biológico, sendo assim desviados no interior do meio 2 segundo um ângulo de
inclinação α2.
Figura A4 – Refracção dos vectores intensidade do campo magnético H
e densidade de fluxo magnético B, ao penetrarem nos tecidos biológicos,
considerando o ar e os tecidos como meios homogéneos e isotrópicos.
fronteira (pele)
meio 2 (tecido biológico)
2Br
1Br
2Hr
1Hr
2tHr
1tHr
1nHr
2nHr
α2
α1
μ1
μ2
meio 1 (ar)
299
Considerando a não existência de correntes eléctricas na fronteira entre os dois
meios, as componentes tangenciais do vector intensidade do campo magnético
são contínuas, podendo-se assim escrever:
21 tt HH =
Por outro lado, atendendo ao teorema de Gauss, a componente normal do
vector densidade de fluxo magnético é contínua através da fronteira entre dois
meios, ou seja:
21 nn BB =
mas como se tem ainda:
111 nn HB μ=
222 nn HB μ=
então, por substituição, virá:
2211 nn HH μμ =
Da figura A4, por sua vez, obtêm-se as seguintes relações:
1
11
n
t
HH
tg =α
2
22
n
t
HH
tg =α
donde, por combinação:
2
1
1
2
1
2
2
1
2
1μμ
αα
===n
n
n
n
t
tHH
HH
HH
tgtg
22
11 α
μμα tgtg =
Na prática, como a maioria dos tecidos biológicos tem uma permeabilidade
magnética igual à do vazio, tem-se μ1 ≅ μ2 ≅ μ0, isto é:
21 αα tgtg ≈
21 αα ≈
300
Por conseguinte, conclui-se que:
• não há refracção das linhas de força do campo magnético ao incidirem
nos tecidos biológicos.
• considerando Bn1 = Bexterno e Bn2 = Binterno, como se tem Bn1 = Bn2, então
Binterno = Bexterno, ou seja, não existe atenuação à penetração das linhas
de força do campo magnético nos tecidos biológicos.
• não existe indução de correntes eléctricas nos tecidos, na medida em
que a intensidade dos campos magnéticos é invariante no tempo.
2.2. CAMPO MAGNÉTICO QUASE ESTACIONÁRIO Contrariamente aos campos magnéticos estacionários, quando a sua inten-
sidade varia no tempo, ao penetrarem nos tecidos biológicos, irão gerar
correntes eléctricas, igualmente variáveis no tempo, induzidas com base na lei
de Faraday, como se demonstra seguidamente. Considere-se então a figura
A5, onde se representa uma linha de força do vector densidade de fluxo
magnético B, e um circuito eléctrico fechado, de forma circular com raio r e
perímetro L. Adicionalmente, S representa a área da superfície circular limitada
pelo circuito eléctrico e que é atravessada pelo campo magnético, E o vector
intensidade do campo eléctrico induzido no circuito, e σ a condutividade
eléctrica do material condutor de que é feito o circuito.
Figura A5 – Esquematização da lei de indução de Faraday – interacção
entre um campo magnético variável no tempo e um circuito eléctrico fechado.
σ
Ldr
Er
dS
L
Br
S dS
r
301
De acordo com a lei de indução de Faraday, tem-se:
∫∂∂
−∫ =•SL
SdtBLdE
rr
Considerando que o valor instantâneo da densidade de fluxo (módulo do vector
densidade de fluxo) é alternado sinusoidal, isto é:
tBB ef ωsin2=
obtém-se, para a integração da equação de Faraday:
∫−∫ =S
efL
SdtBdLE ωω cos2
StBLE ef ωω cos2−=
2)2
(sin22 rtBrE ef ππωωπ ×−=×
)2
(sin22 πωω −= tBrE ef
Por conseguinte, o valor eficaz da intensidade do campo eléctrico induzido é
dado através da seguinte expressão:
2ef
efBr
Eω
=
Por outro lado, como o valor eficaz da densidade de corrente que circulará no
circuito fechado é:
efef EJ σ=
virá finalmente, por substituição:
2ef
efBr
Jωσ
=
Considerando um tecido biológico, tem-se σ = 10-1 S/m. Assim sendo, para um
circuito com r = 10-1 m, virá, para a frequência de 50 Hz (ω = 314 rad/s):
efef BE 7,15=
efef BJ 57,1=
302
Por exemplo, para se obter uma densidade de corrente de 10-3 A/m2, seria
necessário uma densidade de fluxo com o valor:
mT64,0T1064,057,1
1057,1
33
=×=== −−
efef
JB
a qual induziria um campo eléctrico com a seguinte intensidade:
mV/m 10 V/m10101064,07,157,15 33 =×=××== −−efef BE
Considerando que se teria Einterno = Eef = 10 mV/m, se se tiver em conta que se
está em presença de um campo interno de 50 Hz, para se conseguir ter esta
intensidade, seria necessário que o valor eficaz do campo externo tivesse o
seguinte valor:
kV/m 300 V/m103001031010
1033
8
3
8-interno
externo =×≈×
×=
×=
−
−EE
Figura A6 – Valor eficaz da densidade de fluxo magnético em função
da distância, para linhas de alta tensão, instalações de distribuição
em baixa tensão, e electrodomésticos.
No ábaco da figura A6 (U.S. Office of Technology Assessment. Biological
Effects of Power Frequency Electric and Magnetic Fields. U.S. Government
Printing Office, Washington, DC, Background Paper OTA-BP-E-53, 1989),
mostram-se os níveis de exposição ao valor eficaz da densidade de fluxo
magnético, em função da distância, para linhas de transporte de alta tensão a
303
500 kV, para linhas e instalações eléctricas de distribuição em baixa tensão, e
para equipamentos eléctricos de uso geral, como por exemplo electro-
domésticos. Note-se, como curiosidade, que, para distâncias inferiores a cerca
de 1 m, o nível de exposição aos electrodomésticos é bastante superior ao que
se verifica com as linhas de transporte de energia e com as instalações
eléctricas de baixa tensão. Todavia, tal como sucede com a exposição a
campos eléctricos (figura A3), o nível dessa exposição diminui muito rapida-
mente com a distância.
Relativamente aos electrodomésticos, é de salientar que os relógios digitais, na
maioria das situações devido ao seu deficiente projecto eléctrico e electrónico,
podem originar níveis de exposição da ordem de 100 μT, na sua proximidade,
e, se se atender a que esses relógios se encontram sobre as mesas de
cabeceira dos quartos de dormir, durante a noite a cabeça fica exposta
permanentemente a níveis elevados de campo magnético, níveis esses
superiores ao nível médio verificado normalmente nas habitações.
Outra situação curiosa, ocorre com as incubadoras, onde os níveis de
exposição a campos magnéticos se situam entre 0,23 μT e 4,4 μT, com uma
média aritmética de 1,0 μT. Ora, muitos destes valores são consideravelmente
superiores aos existentes em áreas residenciais situadas nas proximidades de
linhas aéreas de transporte de energia.
304
ANEXO 3. CAMPOS ELÉCTRICOS E MAGNÉTICOS EM LINHAS DE TRANSPORTE DE ENERGIA
Como se tem vindo a assistir publicamente, a problemática dos potenciais
efeitos nocivos causados pela exposição a campos eléctricos e magnéticos
emitidos por linhas aéreas de transporte de energia em alta e muito alta tensão,
encontra-se na ordem do dia, apesar de, por um lado, se citarem de facto
estudos epidemiológicos concretos, que indiciam a existência causa-efeito
relativamente a determinadas anomalias na saúde, e por outro, se especular
sem quaisquer argumentos técnicos e científicos, à boa maneira do “diz que
disse”, muito característico da nossa população.
O caso das radiações emitidas por equipamentos informáticos e por telefones
celulares é, na maioria das situações, mais gravoso, todavia ninguém quer ou
pensa deixar de utilizar esses equipamentos, na medida em que colhem
directamente, no dia a dia, os seus benefícios – veja-se a situação para-
digmática das antenas celulares, ou seja, ninguém as quer ver instaladas por
perto, contudo todos querem comunicar por telemóvel com o melhor sinal
possível, berrando raios e coriscos quando tal não acontece. Por outro lado, as
figuras A3 e A6 são bastante elucidativas no que respeita aos electro-
domésticos, contudo, alguém pensa em deixar de os utilizar? Quanto às linhas
aéreas, uma vez que apenas transitam ao longo dos espaços urbanos e rurais,
do ponto de vista psicológico representam o bode expiatório na medida em que
não conferem in situ um benefício directo às populações que se manifestam
contra a sua instalação.
Para uma melhor elucidação, mostra-se na figura A7 os valores medidos da
densidade de fluxo magnético em função da distância, para uma linha de
transporte de energia eléctrica de alta tensão em corrente contínua, constituída
por dois cabos submarinos afastados entre si de 20 metros, no norte da
Europa. Saliente-se que o interesse da utilização do transporte de energia
eléctrica em corrente contínua de alta e muito alta tensão, tem vindo a
aumentar de forma significativa, devido não só ao desenvolvimento dos
conversores electrónicos de potência, mas também por serem necessários
305
apenas dois condutores em lugar de três, como sucede no transporte trifásico.
Este sistema, designado por HVDC (High Voltage Direct Current), com tensões
de ± 1100 kV é utilizado já na Europa, Ásia e América do Norte, sendo de
realçar que o transporte de energia é realizado através de cabos submarinos
entre a Suécia, Finlândia, Dinamarca, Alemanha e Polónia.
Como se constata da figura A7, a densidade de fluxo é mais elevada a 2 m
acima dos cabos, sendo o máximo atingido, como é natural, junto aos dois
cabos. Por outro lado, a 10 m acima, as densidades de fluxo são bastante
inferiores às do campo magnético terrestre.
Figura A7 – Densidades de fluxo em função da distância, para uma linha HVDC
constituída por dois cabos submarinos, e para uma corrente de 1333 A.
Por sua vez, na figura A8 mostram-se os valores da intensidade do campo
eléctrico em função da distância, para linhas de transporte trifásicas de 400 kV,
220 kV, e 130 kV, indicando-se esquematicamente a configuração dos postes
assim como os valores das distâncias entre condutores e entre condutores e o
solo. Como se pode observar, o valor máximo da intensidade do campo
eléctrico situa-se junto aos condutores e, como não poderia deixar de ser,
quanto mais alto é o nível da tensão nominal, mais elevadas são as
intensidades do campo eléctrico, para a mesma distância dos condutores.
Na figura A9 mostram-se os valores da densidade de fluxo em função da
distância, para quatro linhas trifásicas de transporte, constatando-se, para a
linha de tensão mais elevada, que a 200 m de distância a densidade de fluxo
tem o valor de 0,1 μT, bastante inferior ao que se verifica em incubadoras.
306
Figura A8 – Intensidade do campo eléctrico em função da distância, para linhas
aéreas trifásicas de transporte de energia a 400 kV, 220 kV, e 130 kV.
Figura A9 – Densidade de fluxo magnético em função da distância, para linhas aéreas
trifásicas de transporte de energia a 400 kV, 220 kV, 130 kV, e 20 kV, para
intensidades de corrente respectivamente de 1200 A, 500 A, 350 A, e 300 A.
Finalmente, na figura A10 mostra-se, para uma linha trifásica de 220 kV, como
se consegue reduzir drasticamente a densidade de fluxo magnético em função
da distância, utilizando-se diferentes configurações de postes, ou seja, de
instalação e disposição dos condutores.
307
Figura A10 – Exemplos de redução da densidade de fluxo magnético em função da
distância, para uma linha aérea trifásica de transporte de energia, utilizando
diferentes configurações de instalação.
A configuração (A), que é aquela que conduz a densidades de fluxo mais
elevadas, em contrapartida é a mais económica, o mesmo sucedendo um
pouco com a configuração (B), que apresenta custos todavia mais elevados
devido à maior altura dos postes. Quanto à configuração (C), que é significati-
vamente a melhor em termos da emissão de campos magnéticos representa,
contudo, a solução mais cara, na medida em que duas das fases são
repartidas por dois condutores, obrigando ainda à utilização de um maior
número de isoladores por poste (11 contra 3).
308
Um outro aspecto importante no que respeita à exposição a campos magné-
ticos, diz respeito ao transporte ferroviário de passageiros, sendo de destacar
que, no interior das carruagens, assim como das locomotivas e automotoras,
coexistem várias gamas de frequências, associadas aos motores de tracção,
aos conversores electrónicos de potência, aos sistemas electrónicos de
regulação e comando dos conversores, aos sistemas electrónicos de regulação
da iluminação e da climatização, e ainda aos sistemas de comunicações. No
ábaco da figura A11 relacionam-se, para cada tipo de material circulante
eléctrico em corrente monofásica, os valores da densidade de fluxo com as
gamas de frequência respectivas. Nesta figura tem-se NEC – U.S. Amtrak
Northeast Corridor, TR-07 – German Transrapid Maglev System, TGV – Train a
Grande Vitesse, e NJT – New Jersey Transit.
Figura A11 – Densidades de fluxo em função das diversas gamas de
frequência, em material ferroviário de corrente monofásica