UFPA “ESTUDO DE CASOS PARA LIMITAÇÃO A EXPOSIÇÃO, DO CORPO HUMANO, A CAMPOS ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E ELETROMAGNÉTICOS NA FAIXA DE RADIOFREQUÊNCIAS ENTRE 9 kHz E 300 GHz” THYAGO DE OLIVEIRA BRAUN GUIMARÃES 2º SEMESTRE DE 2006 CENTRO TECNOLÓGICO UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO GUAMÁ BELÉM – PARÁ
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UFPA
“ESTUDO DE CASOS PARA LIMITAÇÃO A EXPOSIÇÃO, DO CORPO HUMANO, A CAMPOS
ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E ELETROMAGNÉTICOS NA FAIXA DE
RADIOFREQUÊNCIAS ENTRE 9 kHz E 300 GHz”
THYAGO DE OLIVEIRA BRAUN GUIMARÃES
2º SEMESTRE DE 2006
CENTRO TECNOLÓGICO UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO GUAMÁ BELÉM – PARÁ
II
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
CENTRO TECNOLÓGICO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Thyago de Oliveira Braun Guimarães
ESTUDO DE CASOS PARA LIMITAÇÃO A EXPOSIÇÃO, DO CORPO HUMANO, A CAMPOS
ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E ELETROMAGNÉTICOS NA FAIXA DE
RADIOFREQUÊNCIAS ENTRE 9 kHz E 300 GHz
Trabalho submetido ao Colegial do curso de Engenharia Elétrica para obtenção do grau de Engenheiro Eletricista opção Telecomunicações. Orientador: Carnot Luiz Braun Guimarães
Belém 2007
III
IV
Thyago de Oliveira Braun Guimarães ESTUDO DE CASOS PARA LIMITAÇÃO A EXPOSIÇÃO, DO CORPO HUMANO, A CAMPOS ELÉTRICOS, MAGNÉTICOS E ELETROMAGNÉTICOS NA FAIXA DE RADIOFREQUÊNCIAS ENTRE 9 kHz E 300 GHz Este Trabalho foi julgado em 01/03 adequado para obtenção do Grau de Engenheiro Eletricista – Opção TELECOMUNICAÇÕES, e aprovado na sua forma final pela banca examinadora que atribuiu o conceito EXCELENTE. Belém, 2007.
100kHz - 10MHz f/500 0,08 2 4 Exposição da população em
geral 10MHz - 10GHz - 0,08 2 4
A TABELA 3.4 apresenta as Restrições Básicas para limitação da exposição a
CEMRF para radiofreqüências entre 10 GHz e 300 GHz, em termos de densidade de potência
da onda plana equivalente. Na aplicação da mesma devem ser considerados alguns aspectos
como: os valores de densidade de potência da onda plana equivalente indicada, os quais
representam valores médios calculados sobre 20 cm² de qualquer área exposta e num período
qualquer de 68/f 1,05 m (f é a freqüência, em GHz) e as médias espaciais máximas dos valores
de densidade de potência da onda plana equivalente, calculadas sobre 1 cm² de qualquer área
exposta, não deve ser maior do que 20 vezes os valores indicados [4].
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TABELA 3.4 Restrições Básicas para densidade de potência, para radiofreqüências entre 10 GHz e 300 GHz [4].
Características de exposição
Densidade de potência da onda plana equivalente
(W/m²)
Exposição Ocupacional 50
Exposição da população em geral 10
Os municípios como Campinas, São José dos Campos, Porto Alegre, Belo Horizonte,
Criciúma e outros, já estabeleceram legislação municipal relativa à emissão de RNI pelas
antenas transmissoras, de telefonia celular e de radiodifusão, como TV e FM [22].
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4 – DIRETRIZES GERAIS PARA A MEDIÇÃO
4.1 – Escolha dos Pontos
Para escolha dos pontos de medição, é necessário, um estudo prévio, das informações
disponíveis sobre as estações objeto de avaliação. Este estudo inclui a estimativa teórica dos
campos elétricos e magnéticos e da densidade de potência esperados nos pontos mais
importantes e de maior exposição à radiação nos setores irradiados pelas antenas
transmissoras. Os pontos mais críticos são aqueles acessíveis ao público nas proximidades das
antenas emissoras e os situados nas direções de maior ganho das antenas.
4.2 – Procedimentos de Medição
Com base nas recomendações do ICNIRP, utilizada pela ANATEL, as seguintes
diretrizes gerais foram estabelecidas para a realização das medições:
Todas as medições devem ser efetuadas com equipamentos devidamente calibrados,
dentro das especificações do fabricante e devem abranger a faixa de radiofreqüências
de interesse. O equipamento utilizado para as medições é o medidor de faixa estreita
com a sonda isotrópica [4].
Na demonstração do atendimento aos limites de exposição por meio de medições,
devem-se considerar as incertezas e os erros especificados pelo fabricante do
instrumento utilizado [4].
A sonda isotrópica do equipamento deve ser posta em um local onde minimize o efeito
do corpo de qualquer pessoa próxima à mesma [18].
Para evitar acoplamentos capacitivos e mudança da impedância dos sensores, a sonda
deve ser mantida a uma distância segura de qualquer estrutura metálica ou outros
corpos, esta distância é de 3 vezes a maior dimensão do sensor [18].
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No caso das estações de rádio base, a mesma deve estar com todos os seus canais RF
transmitindo no momento da medição. Se a medição não for realizada em horário de
tráfego intenso ocorrerá à necessidade de forçar a entrada de algumas portadoras para
que o tráfego nos demais canais se aproxime do máximo [18].
No caso de antenas omnidirecionais deve ser considerado pelo menos um ponto de
medição escolhido para maximização do sinal medido e, em caso de antenas
setorizadas, nas mesmas condições, um ou mais pontos de medição em um ou mais
setores [18].
Os valores de CEMRF medidos, quando utilizados para avaliação do atendimento aos
limites de exposição, tanto ocupacional quanto da população em geral, para
radiofreqüências até 10 GHz, devem ser a média temporal em qualquer intervalo de 6
(seis) minutos [4].
Na avaliação do atendimento aos valores de pico indicados na FIGURA 4.1, deve ser
determinado o valor máximo do campo elétrico no local que está sendo avaliado. O
valor assim obtido deve ser inferior aos limites estabelecidos na FIGURA 4.1. Este
valor pode ser superior aos valores constantes da TABELA 3.2, desde que o valor
médio da intensidade de campo, em qualquer período de 6 (seis) minutos, seja inferior
[4].
FIGURA 4.1 – Limites para exposição a campos elétricos, para radiofreqüências acima de 100 kHz [4].
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Se forem efetuadas medições de faixa estreita, as componentes das polarizações
ortogonais dos campos devem ser medidas separadamente, para determinação do
campo total resultante. Em virtude das dimensões físicas das antenas normalmente
utilizadas e da necessidade de se medir campos próximos ao solo, cuidados adicionais
devem ser tomados ao se efetuar medidas de faixa estreita do nível médio do campo
espacial [4].
Em alguns casos, devido a reflexões e à distribuição do campo próximo a antenas, as
exposições a CEMRF não são uniformes ao longo do corpo do indivíduo exposto. O
requisito de que os campos sejam avaliados em termos da média espacial é uma
tentativa para compensar esta não uniformidade [4].
Mesmo exposições não uniformes podem ser avaliadas determinando-se a média
espacial das densidades de potência. Entretanto, casos de exposição excessivamente
não uniforme podem ocorrer, quando apenas uma determinada parte localizada do
corpo é exposta [4].
Na avaliação da exposição, nos casos em que ela não é uniforme, considera-se que os
limites da SAR localizada não serão excedidos se o valor de pico do campo elétrico,
no local sob análise, não exceder a 25 vezes os limites de exposição constantes da
TABELA 3.2, que são valores médios no espaço e no tempo [4].
Na realização de medições, a interação entre os CEMRF incidentes e o corpo da
pessoa efetuando as medições deve ser levada em consideração. Essa interação é mais
acentuada na faixa de radiofreqüências entre 30 MHz e 300 MHz, mas pode ocorrer
em todo o espectro. Essas interações campo-corpo podem levar a indicações errôneas
do campo real e exposição, que existiria sem o efeito perturbante do corpo [4].
Durante as medições para demonstrar o atendimento aos limites de exposição, áreas
altamente localizadas, com campos relativamente intensos, podem ser encontradas.
Estas áreas são conhecidas como pontos quentes e são normalmente encontradas nas
imediações de objetos condutores, pelo efeito de re-radiação, ou em áreas distantes de
objetos condutores, mas nas quais existe uma concentração de campos causada por
reflexões ou feixes estreitos produzidos por antenas diretivas de alto ganho. Os pontos
quentes normalmente levam a situações de exposição não uniforme [4].
A sonda a ser utilizada em uma determinada medição deve abranger a faixa de
freqüência que englobe as radiofreqüências das fontes emissoras relevantes. A
resposta da sonda pode ser plana para toda a faixa de radiofreqüências especificada ou
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podem ser utilizadas sondas cuja resposta se ajuste à curva dos limites de exposição
dentro da faixa de radiofreqüências especificada. Estas últimas apresentam uma saída
que é diretamente proporcional à porcentagem do limite de exposição e são muito
úteis na avaliação de locais onde existam campos de diversas radiofreqüências [4].
Normalmente, o elemento interno de uma sonda para medição de CEMRF é sensível
aos campos elétrico e magnético. Os sensores das sondas fazem uso de diodos ou
termopares para detectar CEMRF e usualmente são parte de um conjunto incluindo
uma antena dipolo ou um laço [4].
Na realização de medições, deve ser obedecida distância mínima entre a fonte de
CEMRF a ser medida e a superfície mais próxima de um elemento interno da sonda,
que evite a interação ou o acoplamento entre os equipamentos medidor e emissor [4].
4.3 – Procedimentos em Campo
Antecedendo as medições propriamente ditas, cujos procedimentos e metodologias
foram descritos anteriormente, alguns passos devem ser seguidos. O primeiro é o
reconhecimento da estação transmissora. Esse reconhecimento começa pela verificação da
consistência dos dados disponíveis com as instalações encontradas em campo:
Mapa de localização da estação;
Dados da estação transmissora (torre, antenas, altura, setores, cálculo de EIRP por RF,
azimutes, etc.).
A confirmação da escolha dos pontos de medição passa pela avaliação sumária dos
campos eletromagnéticos presentes no local, com a sonda isotrópica, na área das antenas. Os
pontos preferenciais para a medição estão situados dentro dos lóbulos principais do diagrama
de irradiação horizontal e vertical da antena de transmissão ou em áreas pré-estabelecidas para
medição. A localização bem definida em relação ao diagrama de irradiação da antena facilita
estimar com maior precisão os valores esperados.
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4.4 – Instrumento utilizado
Nas medições em questão, o instrumento utilizado em campo foi assim constituído:
Para medição seletiva em freqüência:
Analisador de Espectro Portátil FSH-3 e Sonda Isotrópica, de fabricação
Rohde & Schwarz. Especificações no site do fabricante.
FIGURA 4.2 – Foto do Analisador de Espectro e da Sonda Isotrópica.
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5 – ESTUDO DE CASOS
Neste capítulo, serão calculados os níveis de campo elétrico, campo magnético e de
densidade de potência dos sistemas de telecomunicações em 3 (três) casos e ao final de cada
cálculo serão apresentados os resultados das medições em campo.
5.1 – Caso 1: Compartilhamento de estrutura por operadoras de celular
No primeiro caso, serão mostrados os níveis de campo elétrico, dos sistemas
irradiantes de cada operadora, que compartilham a mesma estrutura, os quais os moradores
próximos à estrutura e pessoas que transitam pelo local, recebem, os pontos escolhidos para
os cálculos e medições foram os de maior fluxo ou concentração de pessoas.
FIGURA 5.1 – Planta de localização das estações e dos pontos de medição do primeiro caso. FONTE: Google Maps.
PONTO 1
PONTO 2
PONTO 3
PONTO 4
ESTAÇÕES
51
Dados de localização da estrutura:
ENDEREÇO: Rodovia BR-316 Km 08, 1360.
COORDENADAS: Latitude: 01S22’03,79”.
Longitude: 48W22’19,93”.
ANTENAS: As antenas estão situadas em diferentes alturas da estrutura.
Todos os dados técnicos dos sistemas irradiantes das operadoras em questão foram
obtidos a partir de projetos de Radio Freqüência das Estações Radio Base junto às operadoras
e também no site da ANATEL.
Características técnicas do sistema irradiante da Amazônia Celular em 800 MHz:
SETORES 1 2 3
ANTENA DB848H90E-XY DB848H65E-SX DB848H90E-XY
FABRICANTE DECIBEL DECIBEL DECIBEL
ALTURA (m) 100 90 60
GANHO
MÁXIMO (dBi) 16,3 18,1 16,3
AZIMUTE
(graus) 50 160 300
CABO 7/8” 7/8" 7/8”
COMPRIMENTO
(m) 110 100 70
QUADRO 5.1 – Dados da estação do primeiro caso (800MHz Amazônia Celular) [2].
Características técnicas do sistema irradiante da Amazônia Celular em 900 MHz:
SETORES 1 2 3
ANTENA 739 666 739 666 739 666
FABRICANTE KATHREIN KATHREIN KATHREIN
ALTURA (m) 76 86 76
GANHO
MAXIMO (dBi) 16,2 16,2 16,2
52
AZIMUTE
(graus) 50 160 300
CABO 1 5/8” 1 5/8” 1 5/8”
COMPRIMENTO
(m) 80 80 80
QUADRO 5.2 – Dados da estação do primeiro caso (900MHz Amazônia Celular) [2].
Características técnicas do sistema irradiante da Amazônia Celular em 1800 MHz:
SETORES 1 2 3
ANTENA 741 989 741 989 741 989
FABRICANTE KATHREIN KATHREIN KATHREIN
ALTURA (m) 76 86 60
GANHO
MAXIMO (dBi) 16,5 16,5 16,5
AZIMUTE
(graus) 50 160 300
CABO 1 5/8” 1 5/8” 1 5/8”
COMPRIMENTO
(m) 80 90 65
QUADRO 5.3 – Dados da estação do primeiro caso (1800MHz Amazônia Celular) [2].
Características técnicas do sistema irradiante da TIM em 900 MHz:
SETOR 4
ANTENA 739 686
FABRICANTE KATHREIN
ALTURA (m) 98
GANHO
MAXIMO (dBi) 17,5
AZIMUTE
(graus) 160
CABO 1 5/8”
53
COMPRIMENTO
(m) 110 m
QUADRO 5.4 – Dados da estação do primeiro caso (900MHz TIM) [5].
Características técnicas do sistema irradiante da TIM em 1800 MHz:
SETORES 1 2 3
ANTENA 739 707 741 784 739 710
FABRICANTE KATHREIN KATHREIN KATHREIN
ALTURA (m) 67 m 58 m 41 m
GANHO
MAXIMO (dBi) 16,5 18 17,5
AZIMUTE
(graus) 330 90 240
CABO 1 5/8” 1 5/8” 1 5/8”
COMPRIMENTO
(m) 75 m 70 m 50 m
QUADRO 5.5 – Dados da estação do primeiro caso (1800MHz TIM) [5].
Características técnicas do sistema irradiante da OI em 900 MHz:
SETORES 2 3
ANTENA DB858DG90ESY DB858DG90ESY
FABRICANTE ANDREW ANDREW
ALTURA (m) 100 95
GANHO
MAXIMO (dBi) 17 17
AZIMUTE
(graus) 120 270
CABO 1 5/8” 1 5/8”
COMPRIMENTO
(m) 105 m 100 m
QUADRO 5.6 – Dados da estação do primeiro caso (900 MHz OI) [5].
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Características técnicas do sistema irradiante da OI em 1800 MHz:
SETORES 1 2 3
ANTENA PCS-090 PCS-090 PCS-090
FABRICANTE ANDREW ANDREW ANDREW
ALTURA (m) 70 75 75
GANHO
MAXIMO (dBi) 17,5 17,5 17,5
AZIMUTE
(graus) 50 170 290
CABO 1 5/8” 1 5/8” 1 5/8”
COMPRIMENTO
(m) 75 80 80
QUADRO 5.7 – Dados da estação do primeiro caso (1800 MHz OI) [5].
5.1.1 – Limites de campo elétrico, magnético e densidade de potência de cada faixa de
freqüência, das operadoras do CASO 01.
Faixa de 800 MHz da operadora Amazônia Celular
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 40,53 0,109 4,345
Ocupacional 88,43 0,235 21,725
Faixa de 900 MHz da operadora Amazônia Celular
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 42,43 0,11 4,76
Ocupacional 92,59 0,25 23,81
55
Faixa de 1800 MHz da operadora Amazônia Celular
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 58,47 0,158 9,125
Ocupacional 128,16 0,342 45,625
Faixa de 900 MHz da operadora TIM
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 42,54 0,11 4,79
Ocupacional 92,83 0,247 23,94
Faixa de 1800 MHz da operadora TIM
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 58,9 0,158 9,175
Ocupacional 128,51 0,343 45,875
Faixa de 900 MHz da operadora OI
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 42,49 0,11 4,775
Ocupacional 92,7 0,25 23,875
Faixa de 1800 MHz da operadora OI
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 58,41 0,157 9,025
Ocupacional 127,46 0,34 45,125
A seguir, serão feitos cálculos dos campos elétricos, magnéticos e densidade de
potência em quatro locais diferentes, os quais recebem a irradiação dos sistemas de
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telecomunicações de três operadoras de celular, que compartilham a mesma estrutura, cada
uma em sua respectiva faixa de freqüência.
5.1.2 – Cálculo e medição dos níveis de campo elétrico, magnético e densidade de potência
nos quatro pontos, considerando a contribuição de cada setor de todas as operadoras.
Dados de localização do Ponto 01:
ENDEREÇO: BR-316, km 9, calçada enfrente a Prefeitura de Ananindeua .
COORDENADAS: Latitude: 01S21’59,93”.
Longitude: 48W22’19,22”.
Dados de localização do Ponto 02:
ENDEREÇO: Estrada Santana do Aura, Estacionamento do Hospital Anita
Jerosa.
COORDENADAS: Latitude: 01S22’02,17”.
Longitude: 48W22’14,98”.
Dados de localização do Ponto 03:
ENDEREÇO: Rua Júlia Cordeiro, 62.
COORDENADAS: Latitude: 01S22’06,99”.
Longitude: 48W22’27,68”.
Dados de localização do Ponto 04:
ENDEREÇO: BR-316, km 08, em frente ao Atacadão São Miguel.
COORDENADAS: Latitude: 01S22’00,87”.
Longitude: 48W22’24,56”.
57
Para calcular o valor de densidade de potência no nível do solo e conseqüentemente o
campo magnético e campo elétrico, tem-se de levar em consideração o ganho da antena que
varia de acordo com o ângulo horizontal e vertical, o cálculo do ângulo vertical será
demonstrado a seguir:
FIGURA 5.2 – Cálculo do ângulo [1].
Neste ângulo, a antena no diagrama de irradiação vertical, apresenta um determinado
ganho, esse valor de ganho é encontrado nas especificações de cada antena nos sites de seus
respectivos fabricantes, [3], [12] e [17]. Além disso, deve-se calcular a hipotenusa, que será à
distância ‘d’ utilizada na fórmula para o cálculo da densidade de potência. Portanto:
= arctan ((altura da antena ao solo – altura média pessoa) (distância da estrutura vertical
até a pessoa)) (5.1)
d2 = Cat.op2 + Cat.adj2
d2 = (altura da antena ao solo – altura da pessoa)2 + (distância da estrutura vertical até a
pessoa)2 (5.2)
Será apresentado a seguir um procedimento de cálculo para a faixa de 800 MHz da
operadora Amazônia Celular no ponto 01, o mesmo será utilizado como modelo em todos os
cálculos de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico, em cada ponto,
considerando todos os setores das operadoras. Nele serão descrito todos os parâmetros
utilizados, nota-se que os valores de ganho irão variar de acordo com o ângulo encontrado,
dependendo do setor da operadora e da distância da estrutura até o ponto de cálculo. Em
relação ao modelo de cálculo, será encontrado o valor de campo para cada setor de cada
operadora, esses valores serão somados, tendo como resultado um valor total referente a cada
r
Distância da estrutura vertical
58
operadora, em cada ponto determinado para as medições. Em seguida, serão apresentados os
valores medidos em campo com o medidor seletivo em freqüência, o qual seleciona a faixa de
freqüência de operação de cada operadora.
- Faixa de 800 MHz da operadora Amazônia Celular
Com as equações (5.1) e (5.2), tem-se:
TABELA 5.1
Cálculo da distância para uma pessoa a 120 m da estrutura no Ponto 01 (800 MHz Amazônia Celular)
SETOR 1 SETOR 2 SETOR 3Altura da antena ao solo(m) 100,00 90 60Altura média(m) 1,60 1,60 1,60Distância da antena ao indiv.(m) 120,00 120,00 120,00Ângulo alfa(º) 39,35 36,38 25,95Distância(m) 155,19 149,05 133,46
Com a equação (2.30), calcula-se:
TABELA 5.2 Cálculo de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico no Ponto 01 (800MHz Amazônia Celular)
PA R ÂM ETRO S 1 2 3
Potência M áxima do Rádio{W } 30,00 30,00 30,00Quantidade de Rádios 16,00 16,00 16,00Potência Total dos Rádios Pxm t {W } 480,00 480,00 480,00Perdas totais no Sistema Lsistema {dB} 6,74 6,53 5,89Perdas Totais no Sistema Isistem a {Linear} 4,72 4,50 3,88Ganho da Antena Gantena{dBi} -5,80 -33,50 -52,50Ganho da Antena Gantena{linear} 0,26 0,00 0,00eirp{W }=Pxm t x G antena / Isistem a 26,74 0,05 0,00
DEN SID AD E D E POTÊN CIA {W /m²} 0,00023 0,00000 0,00000CAM PO M A GN ÉTICO {A /m } 0,00077 0,00003 0,00000CAM PO ELÉTRICO {V /m } 0,29204 0,01284 0,00173
Somando a contribuição de todos os setores, tem-se no Ponto 01 para a faixa de 800
MHz da Amazônia Celular:
DENSIDADE DE POTÊNCIA {W/m²} 0,00025CAMPO MAGNÉTICO {A/m} 0,00081CAMPO ELÉTRICO {V/m} 0,30661
59
Com a utilização do medidor de faixa seletiva, tem-se:
DENSIDADE DE POTÊNCIA {W/m²} 0,00021CAMPO MAGNÉTICO {A/m} 0,00075CAMPO ELÉTRICO {V/m} 0,28169
A seguir, serão apresentados, em tabelas, os valores de campo elétrico calculados e
medidos para cada operadora em cada um dos quatro pontos determinados, e também gráficos
representando esses valores tendo como referência os limites de cada faixa de freqüência de
cada operadora.
5.1.2.1 – Faixa de 800 MHz da operadora Amazônia Celular
TABELA 5.3
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (800MHz Amazônia Celular)
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO (V/m)
CALCULADO PONTO 01 0,00025 0,00081 0,30661
MEDIDO PONTO 01 0,00021 0,00075 0,28169
CALCULADO PONTO 02 0,00017 0,00068 0,25560
MEDIDO PONTO 02 0,00016 0,00064 0,24210
CALCULADO PONTO 03 0,00013 0,00059 0,22156
MEDIDO PONTO 03 0,00002 0,00022 0,08288
CALCULADO PONTO 04 0,00012 0,00057 0,21677
MEDIDO PONTO 04 0,00012 0,00056 0,20978
60
1 2 3 410
-2
10-1
100
101
102
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
Faixa de 800MHz da Amazônia Celular
MedidoCalculadoLimite
FIGURA 5.3 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 800MHz da Amazônia Celular.
5.1.2.2– Faixa de 900 MHz da operadora Amazônia Celular
TABELA 5.4
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (900MHz Amazônia Celular)
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO (V/m)
CALCULADO PONTO 01 0,00006 0,00040 0,15004
MEDIDO PONTO 01 0,00005 0,00037 0,13829
CALCULADO PONTO 02 0,00017 0,00068 0,25564
MEDIDO PONTO 02 0,00017 0,00066 0,24980
CALCULADO PONTO 03 0,00008 0,00045 0,16886
MEDIDO PONTO 03 0,0000004 0,00003 0,01106
CALCULADO PONTO 04 0,00022 0,00076 0,28565
MEDIDO PONTO 04 0,00008 0,00046 0,17237
61
1 2 3 410-2
10-1
100
101
102 Faxia de 900MHz da Amazonia Celular
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
FIGURA 5.4 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 900MHz da Amazônia Celular.
5.1.2.3 – Faixa de 1800 MHz da operadora Amazônia Celular
TABELA 5.5
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (1800MHz Amazônia Celular)
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO (V/m)
CALCULADO PONTO 01 0,00005 0,00036 0,13578
MEDIDO PONTO 01 0,00003 0,00026 0,09930
CALCULADO PONTO 02 0,00024 0,00080 0,30334
MEDIDO PONTO 02 0,00006 0,00039 0,14678
CALCULADO PONTO 03 0,00007 0,00043 0,16197
MEDIDO PONTO 03 0,00002 0,00024 0,09195
CALCULADO PONTO 04 0,00038 0,00100 0,37788
MEDIDO PONTO 04 0,00001 0,00014 0,05348
62
1 2 3 410-2
10-1
100
101
102 Faixa de 1800MHz da Amazônia Celular
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
LimiteCalculadoMedido
FIGURA 5.5 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 1800MHz da Amazônia Celular.
5.1.2.4 – Faixa de 900 MHz da operadora TIM
TABELA 5.6
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (900MHz TIM)
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO (V/m)
CALCULADO PONTO 01 0,00001 0,00012 0,04575
MEDIDO PONTO 01 0,000001 0,00005 0,01723
CALCULADO PONTO 02 0,0000005 0,00004 0,01354
MEDIDO PONTO 02 0,00001 0,00016 0,06065
CALCULADO PONTO 03 0,000004 0,00010 0,03869
MEDIDO PONTO 03 0,000003 0,00009 0,03399
CALCULADO PONTO 04 0,00000003 0,00001 0,00313
MEDIDO PONTO 04 0,0000003 0,00009 0,03380
63
1 2 3 410-2
10-1
100
101
102
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
Faixa de 900MHz da TIM
LimiteCalculadoMedido
FIGURA 5.6– Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 900MHz da TIM.
5.1.2.5 – Faixa de 1800 MHz da operadora TIM
TABELA 5.7
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (1800MHz TIM)
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO (V/m)
CALCULADO PONTO 01 0,00015 0,00063 0,23775
MEDIDO PONTO 01 0,00006 0,00040 0,15029
CALCULADO PONTO 02 0,00040 0,00103 0,38895
MEDIDO PONTO 02 0,00005 0,00038 0,14198
CALCULADO PONTO 03 0,00021 0,00074 0,28051
MEDIDO PONTO 03 0,00004 0,00033 0,12310
CALCULADO PONTO 04 0,00056 0,00122 0,46057
MEDIDO PONTO 04 0,00051 0,0117 0,43977
64
1 2 3 410-2
10-1
100
101
102
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
Faixa de 1800MHz da TIM
LimiteCalculadoMedido
FIGURA 5.7 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 1800MHz da TIM.
5.1.2.6 – Faixa de 900 MHz da operadora OI
TABELA 5.8
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (900MHz OI)
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO (V/m)
CALCULADO PONTO 01 0,00022 0,00077 0,28897
MEDIDO PONTO 01 0,00018 0,00068 0,25782
CALCULADO PONTO 02 0,00003 0,00028 0,10569
MEDIDO PONTO 02 0,00002 0,00021 0,07770
CALCULADO PONTO 03 0,00012 0,00057 0,21606
MEDIDO PONTO 03 0,00008 0,00047 0,17872
CALCULADO PONTO 04 0,00008 0,00046 0,17297
MEDIDO PONTO 04 0,00007 0,00043 0,16248
65
1 2 3 410-2
10-1
100
101
102 Faixa de 900MHz da OI
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
LimiteCalculadoMedido
FIGURA 5.8 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 900MHz da OI.
5.1.2.7 – Faixa de 1800 MHz da operadora OI
TABELA 5.9
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (1800MHz OI)
DENSIDADE DE POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO (V/m)
CALCULADO PONTO 01 0,00161 0,00207 0,77961
MEDIDO PONTO 01 0,00151 0,00200 0,75510
CALCULADO PONTO 02 0,00050 0,00115 0,43203
MEDIDO PONTO 02 0,00031 0,00090 0,34035
CALCULADO PONTO 03 0,00083 0,00148 0,55880
MEDIDO PONTO 03 0,00021 0,00075 0,28330
CALCULADO PONTO 04 0,00037 0,00099 0,37399
MEDIDO PONTO 04 0,00036 0,00098 0,37059
66
1 2 3 410-2
10-1
100
101
102 Faixa de 1800MHz da OI
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
LimiteCalculadoMedido
FIGURA 5.9 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 1800MHz da OI.
5.1.3 – Considerações sobre os valores encontrados para o caso 01.
No primeiro caso foram realizadas medições em torno de uma estrutura, na qual se
encontram três operadoras de telefonia celular cada uma em sua faixa de freqüência de
operação correspondente, foram coletados os valores de campo elétrico em quatro locais
distantes um dos outros, em horário de grande movimentação da população, das 10 horas às
12 horas do dia 03 de fevereiro de 2007, os resultados das simulações de cálculos e das
medições deram compatíveis e bem abaixo dos limites estabelecidos pela ANATEL. O
motivo da diferença entre os valores calculados e os medidos é que na hora em quem foram
realizadas as medições o tráfego das operadoras não era completo, ou seja, nem todos os
canais estavam ocupados transmitindo sinal, e os cálculos foram realizados a partir de um
tráfego completo, onde se simula que todos os canais estão transmitindo ao mesmo tempo.
5.2 – Caso 2: Local multi-usuários (Transmissora de TV e Rádio FM)
67
No segundo caso, a intenção é mostrar os níveis de campo elétrico de cada serviço de
telecomunicação da estrutura em questão, os quais os moradores do prédio ao lado da mesma,
recebem.
FIGURA 5.10 – Planta de localização das estações e dos pontos de medição do segundo caso. FONTE: Google Maps.
Dados de localização da estação de radiodifusão de sons e imagens:
ENDEREÇO: Av. Nazaré, 350.
COORDENADAS: Latitude: 01S27’13,37”.
Longitude: 48S29’22,30”.
ANTENAS: As antenas estão situadas à 123 metros do solo.
Características técnicas do sistema irradiante de radiodifusão de sons e imagens da TV
QUADRO 5.8 – Dados da estação do segundo caso (174 – 180 MHz TV Liberal) [6].
Dados de localização da estação de radiodifusão sonora em FM:
ENDEREÇO: Av. Nazaré, 350.
COORDENADAS: Latitude: 01S27’13,37”.
Longitude: 48S29’22,30”.
ANTENAS: As antenas estão situadas à 93 metros do solo.
Características técnicas do sistema irradiante de radiodifusão sonora da FM Liberal:
ANTENA FMB-4 FABRICANTE ANDREW ALTURA (m) 93 GANHO (dBi) 5,36
CABO 3 1/8CU2Y” COMPRIMENTO
(m) 93
QUADRO 5.9 – Dados da estação do segundo caso (97,5MHz FM Liberal) [7]
5.2.1 – Limites de campo elétrico, magnético e densidade de potência de cada faixa de
freqüência, das operadoras do CASO 02.
Estação de radiodifusão de sons e imagens da operadora TV Liberal
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 28 0,073 2
Ocupacional 61 0,160 10
Estação de radiodifusão sonora em FM da operadora FM Liberal
69
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 28 0,073 2
Ocupacional 61 0,160 10
A seguir, serão mostrados os resultados dos cálculos e das medições, de campo
elétrico, para dois serviços de telecomunicações cada um com sua respectiva faixa de
freqüência, tendo como ponto escolhido um apartamento do edifício na esquina da Av. Nazaré
com a Tv. Benjamin Constant, ao lado da estrutura da operadora.
Dados de localização do Ponto de medição do CASO 02:
ENDEREÇO: Av. Nazaré, Edifício Mirra, ap. 52, esquina com Tv. Benjamin
Constant.
COORDENADAS: Latitude: 01S27’11,43”.
Longitude: 48W29’20,40”.
5.2.2 – Cálculo e medição dos níveis de campo elétrico, magnético e densidade de potência
originados da antena de radiodifusão de sons e imagens da operadora TV Liberal na faixa
de 174 MHz a 180 MHz
Com as equações (5.1) e (5.2), tem-se:
TABELA 5.10 Cálculo da distância para uma pessoa em um apartamento do edifício ao lado da estação
Altura da antena ao solo(m) 123,00Altura da pessoa ao solo(m) 30,00Distância da antena ao indiv.(m) 83,00Ângulo alfa(º) 48,25Distância(m) 124,65
Com a equação (2.30), calcula-se:
70
TABELA 5.11 Cálculo de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico do sistema irradiante de radiodifusão de
sons e imagens da TV Liberal
PARÂMETROS 1Potência Máxima do Transmissor{W} 30000Perdas totais no Sistema Lsistema {dB} 2,50Perdas Totais no Sistema Isistema {Linear} 1,78Ganho da Antena Gantena{dBi} -0,30Ganho da Antena Gantena{linear} 0,93eirp{W}=Pxmt x Gantena / Isistema 15744,22
DENSIDADE DE POTÊNCIA {W/m²} 0,20643CAMPO MAGNÉTICO {A/m} 0,02340CAMPO ELÉTRICO {V/m} 8,82174
Tem-se no Ponto de medição para o CASO 02, na faixa de 174 MHz a 180 MHz da
TV Liberal: TABELA 5.12
Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (TV Liberal)
DENSIDADE DE
POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO
MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO
(V/m)
CALCULADO 0,20643 0,02340 8,82174
MEDIDO 0,14182 0,01940 7,31218
10
5
10
15
20
25
30Faixa de 174MHz - 180MHz da TV Liberal
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
MedidoCalculadoLimite
FIGURA 5.10 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 174MHz – 180MHz da TV Liberal.
71
5.2.3 – Cálculo e medição dos níveis de campo elétrico, magnético e densidade de potência
originados da antena de radiodifusão sonora em freqüência modulada da operadora FM
Liberal na freqüência de 97,5 MHz
Com as equações (5.1) e (5.2), tem-se:
TABELA 5.13
Cálculo da distância para uma pessoa em um apartamento do edifício ao lado da estação
Altura da antena ao solo(m) 93,00Altura da pessoa ao solo(m) 30,00Distância da antena ao indiv.(m) 83,00Ângulo alfa(º) 37,20Distância(m) 104,20
Com a equação (2.30), calcula-se:
TABELA 5.14 Cálculo de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico do sistema irradiante de radiodifusão
sonora em FM da FM Liberal
PARÂMETROS 1Potência Máxima do Transmissor{W} 10000Perdas totais no Sistema Lsistema {dB} 1,51Perdas Totais no Sistema Isistema {Linear} 1,42Ganho da Antena Gantena{dBi} -8,10Ganho da Antena Gantena{linear} 0,15eirp{W}=Pxmt x Gantena / Isistema 1093,96
DENSIDADE DE POTÊNCIA {W/m²} 0,01434CAMPO MAGNÉTICO {A/m} 0,00617CAMPO ELÉTRICO {V/m} 2,32538
Tem-se no Ponto de medição para o CASO 02, na freqüência de 97,5 MHz da FM
Liberal:
72
TABELA 5.15 Valores de densidade de potência, campo magnético e campo elétrico (FM)
DENSIDADE DE
POTÊNCIA (W/m²)
CAMPO
MAGNÉTICO (A/m)
CAMPO ELÉTRICO
(V/m)
CALCULADO 0,01435 0,00617 2,32538
MEDIDO 0,00414 0,00331 1,24933
0 1 20
5
10
15
20
25
30Freqüência de 97,5MHz da FM Liberal
Ponto
Campo Elétrico (V/m)
MedidoCalculadoLimite
FIGURA 5.11 – Gráfico com os valores de campo elétrico da freqüência 97,5MHz da FM Liberal.
5.2.4 – Considerações sobre os valores encontrados para o caso 02.
No segundo caso foram realizadas medições próximas a uma estrutura, na qual se
encontram dois sistemas de telecomunicações, um sendo uma Transmissora de Radiodifusão
de Sons e Imagens e outro sendo uma Transmissora de Radiodifusão Sonora em Freqüência
Modulada, cada uma em sua respectiva faixa de freqüência de operação, foram coletados os
valores de campo elétrico dessas duas faixas em um apartamento do edifício vizinho a
estrutura, os resultados das simulações de cálculos e das medições deram compatíveis, porém
só um pouco abaixo dos valores limites de exposição sugeridos pela ANATEL. O motivo da
diferença entre os valores calculados e os medidos é a utilização de uma aproximação do
73
valor do ganho da antena no ponto em questão para efeito de cálculo. O mesmo foi
encontrado com o auxilio dos diagramas de irradiação das antenas em questão, na página da
Internet do fabricante.
5.3 – Caso 3: Micro células celulares
No terceiro caso, serão mostrados os níveis de campos elétricos, campos magnéticos e
densidades de potências de micros células, os quais os usuários do Shopping Iguatemi em
Belém recebem.
FIGURA 5.12 – Planta de Localização das micro-células e dos pontos de medição do terceiro caso. FONTE: Google Maps.
Dados de Localização:
ENDEREÇO: Tv. Padre Eutíquio, Shopping Iguatemi.
COORDENADAS: Latitude: 01S27’28,74”
Longitude: 48W29’43,15”
ANTENAS: As antenas estão situadas em áreas internas do Shopping
Iguatemi.
ANTENAS E PONTOS DE MEDIÇÃO
74
Limites de campo elétrico, campo magnético e densidade de potência da faixa de 1800
MHz da Amazônia Celular:
E (V/m) H (A/m) S (W/m2)
Populacional 58,74 0,158 9,125
Ocupacional 128,16 0,342 45,625
A seguir, serão demonstrados os cálculos da intensidade de campos elétricos, campos
magnéticos e densidade de potência das micro-células, localizadas na parte interna do
Shopping Iguatemi em Belém.
5.3.1 – Antena celular indoor da operadora Amazônia Celular na faixa de 1800 MHz
Todos os dados técnicos dos sistemas irradiantes da operadora em questão foram
obtidos a partir de projetos de Radio Freqüência das Estações Radio Base junto à mesma.
FIGURA 5.13 – Gráfico com os valores de campo elétrico da faixa de 1800MHz da Amazônia Celular.
77
5.3.2 – Considerações sobre os valores encontrados para o caso 03
No terceiro caso foram realizadas medições dentro do Shopping Iguatemi, em Belém,
no qual existem antenas indoor de operadoras de telefonia celular, cobrindo a região interna
do mesmo, foram coletados os valores de campo elétrico na faixa de 1800 MHz da operadora
Amazônia Celular em locais próximos às antenas e de grande movimentação de pessoas, as
medições foram realizadas em horários de funcionamento do Shopping Iguatemi, das 10 horas
às 18 horas do dia 14 de fevereiro de 2007, os resultados das simulações de cálculos e das
medições deram compatíveis e ambos deram muito abaixo dos níveis estabelecidos pela
ANATEL.
78
6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com o enorme avanço tecnológico das duas últimas décadas, houve um aumento do
número de aparelhos celulares no mundo inteiro, assim como o surgimento de outros tipos de
aparelhos eletrônicos portáteis que se comunicam sem a necessidade de fio. Como
conseqüência deste fato o número de Estações de Radio Base e Estações Transmissoras de
outros Serviços de Telecomunicações também aumentou, para garantir uma cobertura melhor
do sistema, atendendo assim mais clientes.
Acompanhando este avanço, surgiu uma preocupação de órgãos internacionais e da
população em geral, a respeito da emissão de radiação não-ionizante, sendo essa originada dos
sistemas de telecomunicações. As pessoas, de modo geral, expostas a essas radiações são as
mais interessadas na busca de respostas adequadas e convincentes a respeito do limite de
exposição a que elas estão sujeitas. A maioria da população não tem conhecimento, nem
controle dos níveis irradiados por tais antenas. As autoridades, os representantes das
operadoras e as pessoas competentes devem sempre ter a maior preocupação, para garantir
que os níveis de exposição não sejam excedidos.
A intenção do trabalho foi de responder a questão acima, realizando uma revisão
literária de alguns conceitos sobre a interação das ondas eletromagnéticas com a matéria,
assim como a apresentação das normas e legislações existentes no mundo, incluindo o Brasil,
enfocando os limites de exposição aos campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos, os
quais são fontes de radiação não-ionizante.
Uma campanha de medição foi realizada em locais públicos e de grande interesse.
Também foi demonstrada no trabalho uma metodologia que é utilizada para calcular os
valores de densidade de potência dos locais em questão, conhecendo as características dos
sistemas irradiantes envolvidos.
Como sugestão para trabalhos futuros é importante a continuação de pesquisas nas
áreas relacionadas à exposição da radiação não-ionizante, como por exemplo: os efeitos
causados pela exposição contínua a essa radiação ou também estudos para a diminuição dos
limites de radiação de alguns serviços de telecomunicações. Com a conclusão neste ano do
“International EMF Project” da OMS, novas linhas de pesquisa serão desenvolvidos. Um dos
pontos que será discutido é o da diminuição dos valores limites tanto ocupacionais quanto da
população em geral, visto que os atuais podem não ser tão seguro.
79
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Radiodifusão de Sons e Imagens da Televisão Liberal LTDA. Disponível em <http://sistemasnet/SRD/CadastroTec/CaracEstacao/Tela.asp> Acesso em 9 jan. 2007.
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