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Orientador DEEC:
Prof. Artur Andrade Moura
Alunos:
Daniel Teles / Pedro Moutinho
(ee00085) (ee00052)
Julho 2005
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
i
Agradecimentos
Os autores gostariam de agradecer a todas as pessoas que, de uma forma ou de outra,
contribuíram para o sucesso deste projecto. Uma palavra de apreço em particular é devida ao
Prof. Artur Andrade Moura, pela orientação científica do trabalho, e ao técnico do Laboratório
I221, Carlos Graf, pelo apoio prestado na fase inicial do projecto.
Os autores gostariam ainda de agradecer publicamente aos responsáveis do Salvador Caetano
(V.N. Gaia) por facultarem o acesso incondicional às suas instalações, permitindo assim avaliar
os níveis de exposição em zonas privilegiadas nas imediações do Monte da Virgem.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
ii
Resumo e Palavras-Chave
Este projecto tem como objectivo principal a avaliação dos níveis de exposição a campos
electromagnéticos variáveis no tempo (particularmente aqueles originados em estações base do
GSM) a que a comunidade da FEUP está sujeita, embora também outros locais exteriores à
faculdade tenham sido considerados. Usando como equipamento de medição uma antena de três
eixos, um analisador de espectro e um software de controlo, em cada um dos locais os
procedimentos de medição especificados no regulamento da ANACOM foram seguidos e os
resultados obtidos comparados com os limites impostos pela legislação portuguesa vigente desde
o final de 2004.
No que respeita a medidas do tipo 2 (Varrimento da Faixa de Frequências), onde se pretende
determinar qual a fracção da densidade de potência total permitida na banda dos 80 MHz aos 2.5
GHz que é observada num dado local, o coeficiente de exposição global mais elevado foi
verificado no Edifício do Salvador Caetano (Monte da Virgem), com 12.66 o/oo (partes por mil),
seguido da zona frontal da FEUP com 10.92 o/oo. Nos locais interiores da FEUP (sala de aula,
corredor, biblioteca, etc.) a média do coeficiente da exposição global ronda as 0.3 o/oo. Em todos
os casos avaliados, tanto na FEUP como os resultantes de deslocações ao exterior (Monte da
Virgem e Condomínio Santa Catarina) os coeficientes de exposição globais estão muito abaixo
dos limites prescritos nas normas.
Quanto às medidas do tipo 3 (Investigação Detalhada), onde se pretende avaliar uma estação base
específica considerando para tal a situação de máximo tráfego, foi obtido no Parque dos
Professores da FEUP uma intensidade de campo extrapolado de 6.70 V/m, traduzindo-se este
valor numa relação entre o campo permitido e campo extrapolado de apenas 6.3 (39.7 vezes em
termos de densidade de potência). Embora dentro dos limites, este valor foi de longe o maior de
sempre medido pelo equipamento utilizado. No que respeita aos locais cobertos da FEUP, já atrás
mencionados, a relação entre o campo permitido e o campo extrapolado é tipicamente de algumas
centenas de vezes (dezenas ou centenas de milhar em termos de densidade de potência), estando
por isso significativamente abaixo dos limites.
Palavras-Chave: Radiação Electromagnética, Limites de Exposição, Sistemas Celulares, GSM
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
iii
Abstract and Keywords
This project’s main purpose is to evaluate exposure levels to time-varying electromagnetic fields
at FEUP (mainly those created by GSM base stations), although some other places outside
campus have also been considered. Using as measurement equipment a tri-axis probe, a spectrum
analyzer and the control software, in each place the standard measurement procedures specified
by ANACOM were strictly followed and the obtained results compared with the limits prescribed
by Portuguese law, which came out at the end of the year of 2004.
Concerning to Type 2 measurements (Variable Frequency Band Scan), where one wants to
determine which fraction of the total allowed power density in the band from 80 MHz to 2.5 GHz
is observed at some place, the highest global exposure coefficient was obtained at Edifício
Salvador Caetano (Monte da Virgem), with 12.66 o/oo (per thousand), followed by the FEUP’s
front-yard with 10.92 o/oo. At places inside FEUP (classroom, corridor, library, etc.), the average
global exposure coefficient is about 0.3 o/oo. In every evaluated place, either at FEUP campus or
outside it (Monte da Virgem and Condomínio Santa Catarina), the global exposure coefficients
are far below the limits prescribed in corresponding legislation.
Concerning to Type 3 measurements (Detailed Investigation), where one wants to evaluate a
specific base station, considering for the purpose a situation of maximum traffic, an extrapolated
field intensity of 6.70 V/m was obtained at Professor’s Vehicle Park. This value corresponds to a
ratio between allowed field intensity and extrapolated field intensity of 6.3 (or 39.7 times in terms
of power density). Even though it is within limits, this value was the highest ever measured by the
equipment. In the places inside FEUP, already described above, the ratio between allowed and
extrapolated field intensities is typically a few hundred times (dozens or hundreds of thousand
times in terms of power density). Therefore, they are clearly below limits.
Keywords: Electromagnetic Radiation, Exposure Limits, Cellular Systems, GSM
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
iv
Índice
Agradecimentos i
Resumo e Palavras-Chave ii
Abstract and Keywords iii
Índice iv Lista de Figuras vi Lista de Tabelas viii
1. Introdução 1 1.1 Estrutura do Relatório 4 2. Campos Electromagnéticos – Introdução Geral à Problemática 6
2.1 Conceitos Fundamentais 6 2.2 Sistemas de Comunicações Móveis 11
2.2.1 Sistemas Celulares 12 2.2.2 Radiação das Antenas de Estações Base 14
2.3 Medição das Radiações Electromagnéticas – O Projecto monIT 20 3. Campos Electromagnéticos e o Corpo Humano – Interacções 24
3.1 Mecanismos de Acoplamento 24 3.1.1 Mecanismos de Acoplamento Directos 25
3.2 Efeitos dos Campos Electromagnéticos na Saúde Humana 28 4. Limitação da Exposição a Campos Electromagnéticos 30
4.1 Tipos de Limitação da Exposição 30 4.2 Restrições Básicas e Níveis de Referência 31
4.2.1 Restrições Básicas 32 4.2.2 Níveis de Referência 33
4.3 Exposição a fontes com múltiplas frequências 34 5. Regulamento de Medição dos Campos Electromagnéticos 36
5.1 Método de Medição 37 5.2 Considerações Gerais 37 5.3 Apresentação Detalhada dos Casos de Medição 39
5.3.1 Caso 1 – Perspectiva Geral 40 5.3.2 Caso 2 – Varrimento da Faixa de Frequências 42 5.3.3 Caso 3 – Investigação Detalhada 44
5.4 Considerações Importantes sobre as Medições neste Trabalho 47 6. Equipamento de Medição 49
6.1 Descrição Geral do Equipamento 49 6.2 Calibração do Sistema 51 6.3 Software de Controlo RFEX 52
6.3.1 Criação de um Pacote de Medição 53 6.3.2 Execução do Pacote FSH3_TMN_UPLINK 58
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
v
7. Descrição dos Pacotes de Medição 64 7.1 Pacote All 65 7.2 Pacotes GSM 900 e GSM 1800 67 7.3 Pacote UMTS 67 7.4 Pacotes TV UHF e VHF III 69 7.5 Pacote FM 70
8. Resultados de Medição 71 8.1 Critérios Adoptados na Selecção dos Locais de Medição 71
8.1.1 Campus da FEUP e Locais Exteriores Envolventes da FEUP 71 8.1.2 Locais Exteriores Não Envolventes da FEUP 72
8.2 Considerações sobre a Apresentação dos Resultados 72 8.3 Resultados de Medição Obtidos na FEUP 74 8.4 Resultados de Medição Obtidos fora da FEUP 87 8.5 Análise de Resultados 95
9. Relatório de Medição 106 9.1 Objectivos e Condicionantes 106 9.2 Descrição do Local de Medição 106 9.3 Descrição dos Equipamentos de Medição 108 9.4 Incertezas de Medição 109 9.5 Registos dos Resultados 110 9.6 Conclusão 113
10. Conclusão 114 11. Bibliografia 121
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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Lista de Figuras
2.1 Espectro electromagnético 7
2.2 Representação de uma onda electromagnética 8
2.3 Tipos de polarização de uma onda electromagnética 9
2.4 Tipos de polarização linear 10
2.5 Perturbações sofridas por uma onda electromagnética 11
2.6 Representação de um sistema celular genérico 12
2.7 Exemplo de uma estação base GSM 13
2.8 Configuração típica de alocação de frequências pelas células 13
2.9 Diagrama de radiação de uma antena omnidireccional 14
2.10 Diagrama de radiação de uma antena direccional 14
2.11 Radiação de uma antena omnidireccional 15
2.12 Radiação de uma antena direccional 15
2.13 Densidade de potência recebida em função da distância à antena 17
2.14 Lóbulo principal do diagrama de radiação 19
2.15 Equipamentos de Medição 21
2.16 Comparação do campo medido em 166 locais com o limite prescrito 22
3.1 Medição da SAR em laboratório 27
5.1 Pontos de medição para a realização de uma média espacial 39
5.2 Actividade típica de uma estação base GSM ao longo de um dia 45
6.1 Equipamento de Medição 49
6.2 Alguns factores de correcção para um dos eixos da antena (x) 52
6.3 Separador Spectrum Analyzer 54
6.4 Separador Data Acquisition 55
6.5 Separador Measurement Frequencies 56
6.6 Alguns canais ascendentes do GSM 900 57
6.7 Opções de Medição 58
6.8 Representação gráfica dos dados da tabela 6.3 61
7.1 Espectro de frequências na entrada principal da FEUP 66
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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7.2 Espectro UMTS na entrada principal da FEUP 68
7.3 Portadora Vídeo UHF na zona do Monte da Virgem 69
7.4 Estação em 104.1 MHz na zona do Monte da Virgem 70
8.1 Local de Medição no Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos 74
8.2 Local de medição na Biblioteca 4º Piso 76
8.3 Local de medição na Sala B333 77
8.4 Local de Medição na Cantina da FEUP 78
8.5 Local de Medição no Corredor do Edifício B 79
8.6 Local de Medição na Entrada da FEUP 81
8.7 Local de Medição no Parque dos Professores da FEUP 82
8.8 Ponto de máximo absoluto em toda a área frontal da FEUP 84
8.9 Espectro do canal BCCH (946.8 MHz) no ponto de máximo absoluto 84
8.10 Local de Medição no Terraço do DEEC 86
8.11 Local de Medição no FCDEF 88
8.12 Local de Medição no INESC-Porto 89
8.13 Local de Medição no Monte da Virgem (ao nível do solo) 90
8.14 Local de Medição no Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano) 92
8.15 Local de Medição no Condomínio de Santa Catarina (Porto) 93
8.16 Coeficientes de Exposição (medidas tipo 2) em Locais da FEUP 96
8.17 Coeficientes de Exposição (medidas tipo 2) em Locais Fora da FEUP 96
8.18 Relação entre as densidades de potência extrapolada e permitida (dentro da FEUP) 101
8.19 Relação entre as densidades de potência extrapolada e permitida (fora da FEUP) 101
9.1 Fotografia do Local de Medição 107
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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Lista de Tabelas
2.1 Características das diversas regiões de radiação 16
2.2 Potências máximas radiadas 18
4.1 Restrições Básicas prescritas na gama 0-300 GHz 32
4.2 Níveis de referência prescritos na gama 0-300 GHz 33
4.3 Níveis de referência de alguns serviços 34
6.1 Média dos valores eficazes 59
6.2 Máximo dos valores eficazes 60
6.3 Média dos valores eficazes da intensidade do campo eléctrico por frequência 60
8.1 Medida do tipo 2 – Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos 75
8.2 Medida do tipo 3 – Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos 75
8.3 Medida do tipo 2 – Biblioteca 4º Piso 76
8.4 Medida do tipo 3 – Biblioteca 4º Piso 76
8.5 Medida do tipo 2 – Sala B333 77
8.6 Medida do tipo 3 – Sala B333 78
8.7 Medida do tipo 2 – Cantina da FEUP 79
8.8 Medida do tipo 3 – Cantina da FEUP 79
8.9 Medida do tipo 2 – Corredor Edifício B 80
8.10 Medida do tipo 3 – Corredor Edifício B 80
8.11 Medida do tipo 2 – Entrada da FEUP 81
8.12 Medida do tipo 3 – Entrada da FEUP 81
8.13 Medida do tipo 2 – Parque dos Professores da FEUP 82
8.14 Medida do tipo 3 – Parque dos Professores da FEUP 83
8.15 Medida do tipo 2 – Parque dos Professores da FEUP (OPTIMIZADO) 85
8.16 Medida do tipo 3 – Parque dos Professores da FEUP (OPTIMIZADO) 85
8.17 Medida do tipo 2 – Terraço do DEEC 87
8.18 Medida do tipo 3 – Terraço do DEEC 87
8.19 Medida do tipo 2 – Entrada do FCDEF 88
8.20 Medida do tipo 3 – Entrada do FCDEF 88
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
ix
8.21 Medida do tipo 2 – INESC-Porto 89
8.22 Medida do tipo 3 – INESC-Porto 90
8.23 Medida do tipo 2 – Monte da Virgem (ao nível do solo) 91
8.24 Medida do tipo 3 – Monte da Virgem (ao nível do solo) 91
8.25 Medida do tipo 2 – Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano) 92
8.26 Medida do tipo 3 – Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano) 92
8.27 Medida do tipo 2 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Escadas 2º Piso 93
8.28 Medida do tipo 3 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Escadas 2º Piso 94
8.29 Medida do tipo 2 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Interior da Habitação 94
8.30 Medida do tipo 3 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Interior da Habitação 94
8.31 Resumo dos resultados obtidos em medidas do tipo 2 95
8.32 Principal contribuição individual em cada local (coeficientes selectivos) 98
8.33 Resumo dos resultados obtidos em medidas do tipo 3 99
8.34 Relações em termos de densidades de potência extrapolada e medida 100
8.35 Valores médios das medidas do tipo 3 dentro e fora da FEUP 104
9.1 Descrição do local de medição 107
9.2 Características da antena de 3 eixos 108
9.3 Características do analisador de espectro 108
9.4 Cálculo de incertezas de medição 109
9.5 Afectação da componente de incerteza (campo eléctrico) 110
9.6 Afectação da componente de incerteza (coeficiente de exposição global) 111
9.7 Afectação da incerteza ao campo eléctrico medido 112
9.8 Relações de campo eléctrico nos casos mais favorável e mais desfavorável 112
9.9 Relações de densidade de potência nos casos mais favorável e mais desfavorável 112
10.1 Coeficientes de exposição global em locais da FEUP 115
10.2 Coeficientes de exposição global em locais fora da FEUP 116
10.3 Medidas tipo 3 dentro da FEUP 117
10.4 Medidas tipo 3 fora da FEUP 118
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
1
1. Introdução
Desde meados da última década tem-se assistido a um crescimento exponencial das
diversas tecnologias para transmissão de informação à distância. O impacto na sociedade
atinge actualmente proporções tão elevadas que é quase impensável conceber um mundo
onde esses meios não existissem. Na verdade, não só a nível profissional como a nível
pessoal, o uso de certos equipamentos de comunicação tornou-se numa realidade diária
crescente, que se prevê estar ainda longe de estagnar.
No entanto, no que respeita aos sistemas de comunicações móveis, do qual o GSM é um
exemplo paradigmático, todo este desenvolvimento explosivo levou a uma multiplicação
de estações base pelas cidades, de tal forma que hoje em dia, qualquer pessoa num dado
meio urbano conseguirá sem grande esforço encontrar um número muitas vezes
apreciável destes equipamentos da rede. Como consequência directa deste facto, tem-se
verificado recentemente uma certa inquietude e alarmismo na população em geral,
maioritariamente desconhecedora dos princípios básicos que regem um sistema de
comunicações móveis. Este receio tende a atingir muito especialmente pessoas residentes
nas proximidades imediatas de estações base. Infelizmente, a própria Comunicação
Social, como meio privilegiado para a transmissão de conhecimentos, tem por vezes
contribuído para o mau estar em geral através da divulgação de informações pouco
coerentes e sem nenhum cariz científico, sem se aperceber no impacto que tal terá no
cidadão comum, cuja reacção natural é interpretar como sendo uma verdade absoluta
aquilo que acabou de ler ou ouvir. Quantas vezes se ouve dizer nas televisões notícias
desconcertantes tais como que uma nova estação base foi instalada mesmo por cima de
um determinado edifício, cuja “radioactividade” afectará os seus habitantes… Assim, o
cidadão comum nunca entenderá que uma estação base gera campos electromagnéticos,
que nada têm que ver com radioactividade. Pior do que isso, não ficará ciente de um
pormenor tão simples e compreensível por todos que se resume ao facto de uma antena
de estação base radiar quase no plano horizontal (apenas uns graus para baixo deste),
fazendo com que na maioria dos casos o campo electromagnético que atinge o edifício
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
2
onde a antena está instalada seja extremamente baixo (densidades de potência milhares de
vezes abaixo do limite), estando por isso os seus habitantes perfeitamente seguros dentro
das suas casas.
Felizmente, talvez notando o acentuado número de informações erróneas veiculadas por
alguma Comunicação Social, nos últimos anos algumas entidades têm feito esforços
notáveis para passar à população em geral mensagens genericamente apelidadas de
“Comunicação do Risco”. Uma das mais importantes iniciativas partiu de uma parceria
do Instituto de Telecomunicações com o Instituto Superior Técnico. Além de um número
apreciável de documentos publicados, alguns destinados à população em geral e outros de
âmbito mais técnico, são ainda responsáveis por um grande projecto nacional
denominado “monIT” (ainda activo), apoiado pelos 3 operadores de comunicações
móveis em Portugal. O seu objectivo é avaliar os níveis de exposição à radiação
electromagnética de estações base espalhadas por todo o país, sendo os resultados obtidos
acessíveis a qualquer pessoa. Além destas identidades, também a Direcção Geral de
Saúde publicou, nos últimos dias do ano de 2004, uma circular informativa onde aborda
de forma global as principais questões relacionadas com a exposição a campos
electromagnéticos.
Neste projecto de final de curso pretende-se contribuir com um estudo avaliando o nível
de exposição a radiações electromagnéticas variáveis no tempo a que a comunidade que
diariamente frequenta a FEUP se encontra exposta. Este não será limitado a sistemas de
comunicações móveis, mas sim a todos os serviços activos na gama de frequências dos
80 MHz aos 2.5 GHz.
No que respeita a sistemas de comunicações móveis, tais como o GSM ou o UMTS,
existem dois tipos de exposição passíveis de serem estudadas:
• Proveniente de terminais móveis;
• Proveniente de estações base.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
3
Acontece que a natureza destas exposições é em muitos aspectos antagónica, por
exemplo:
• As potências radiadas são muito diferentes (um terminal móvel emite no máximo
2 W, ao passo que uma estação base emite tipicamente algumas dezenas de watts,
podendo mesmo chegar às centenas em algumas circunstâncias);
• O terminal móvel está, em circunstâncias normais, muito mais próximo do corpo
do que a estação base;
• A exposição à radiação do terminal móvel é muito localizada (zona da cabeça),
muito diferente da exposição à radiação da estação base, que é recebida em todo o
corpo;
• Os modos de transmissão são diferentes (um terminal móvel activo emite no
máximo em um oitavo do tempo, mas uma estação base emite continuamente);
• Em última instância, pode-se dizer que a exposição à radiação de um terminal
móvel é voluntária, o que não sucede com a radiação de uma estação base.
Assim, como se pode imaginar, os regulamentos respeitantes a limites de exposição e a
procedimentos de medição são muito diferentes nos dois casos. Uma vez que, como já foi
referido anteriormente, a preocupação actual tende a concentrar-se nas estações base que
proliferam pelos topos dos edifícios, será este o tipo de exposição a ser estudada.
Havendo a oportunidade, pretende-se alargar a abrangência deste projecto, efectuando
algumas deslocações ao exterior da FEUP. Tal permitirá, por um lado, avaliar locais cuja
exposição a determinado serviço se julgue de antemão ser substancial (por exemplo,
difusão de televisão analógica no Monte da Virgem), e ainda procurar determinar em que
medida os níveis medidos na FEUP estão próximos dos determinados em locais
exteriores.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
4
1.1 Estrutura do Relatório
Este relatório encontra-se estruturado de acordo com a sequência que se julga mais lógica
com vista a uma apreensão gradual das várias componentes com interesse para o trabalho.
Neste Capítulo 1, ”Introdução”, apresenta-se genericamente o trabalho que se pretende
realizar, bem como o seu enquadramento num determinado contexto.
No Capítulo 2, “Campos Electromagnéticos – Introdução Geral à Problemática”, são
apresentados todos os conceitos necessários à compreensão dos tópicos cruciais deste
trabalho, tais como os fundamentos da radiação electromagnética e os princípios básicos
de funcionamento dos sistemas de comunicações móveis actuais, nomeadamente no que
respeita à forma como as antenas que os constituem radiam.
No Capítulo 3, “Campos Electromagnéticos e o Corpo Humano – Interacções”,
apresentam-se as bases científicas que determinam a limitação da exposição a campos
electromagnéticos variáveis no tempo, realçando os mecanismos de acoplamento
directos, fundamentais para o presente trabalho.
No Capítulo 4, “Limitação da Exposição a Campos Electromagnéticos”, são apresentados
os pontos mais importantes das normas vigentes sobre a limitação à exposição da
população a campos electromagnéticos, tendo por base a legislação portuguesa em vigor
desde 2004.
No Capítulo 5, “Regulamento de Medição dos Campos Electromagnéticos”, abordam-se
os procedimentos de monitorização e medição da intensidade de campos
electromagnéticos originados em estações de radiocomunicações, de acordo com o
regulamento em vigor, focando sobretudo as medições em sistemas celulares.
No Capítulo 6, “Equipamento de Medição”, pretende-se apresentar o equipamento de
medição a ser usado no trabalho, salientando os seus aspectos essenciais. Um exemplo
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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prático da criação de um pacote de medição, desenvolvido pelos autores deste trabalho no
contexto de uma demonstração pública de medições, servirá de suporte à apresentação da
parte central do equipamento, isto é, o software de medição.
No Capítulo 7, “Descrição dos Pacotes de Medição”, são apresentados os pacotes de
software usados no âmbito das diversas medições, justificando-se os valores atribuídos
aos diversos parâmetros que os compõem.
No Capítulo 8, “Resultados de Medição”, apresentam-se e analisam-se todos os
resultados obtidos por medição dentro e fora dos limites da FEUP.
No Capítulo 9, ”Relatório de Medição”, um formato específico de apresentação de
resultados contido na norma é aplicado a um dado local medido, gerando assim um
relatório de medição oficial.
No Capítulo 10, “Conclusão”, faz-se uma síntese de todo o trabalho realizado,
confrontando-se os resultados obtidos com o conhecimento actual e propondo
desenvolvimentos futuros.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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2. Campos Electromagnéticos – Introdução Geral à Problemática
Neste capítulo são inicialmente apresentados os conceitos e definições fundamentais no
que respeita à radiação electromagnética, necessários a uma compreensão efectiva do
problema em estudo. Faz-se depois uma breve incursão nos sistemas de comunicações
móveis actuais, focando sobretudo os aspectos relacionados com as antenas de
transmissão, nomeadamente a forma como estas radiam e a distribuição do campo
electromagnético na sua envolvente. O capítulo termina com algumas conclusões
importantes de estudos nacionais realizados com vista a determinar o efeito da
localização das antenas no grau de exposição das populações às radiações
electromagnéticas.
2.1 Conceitos Fundamentais
A radiação electromagnética é algo de natural no universo, tendo estado presente na Terra
em que vivemos desde o dia em que esta foi formada. A luz vísivel, por exemplo, será
muito provavelmente a expressão mais notória e comprovativa da sua existência. Por
outro lado, com a evolução tecnológica bastante acentuada nas últimas décadas, o
ambiente tornou-se exposto a múltiplas fontes de radiação artificiais criadas pelo
Homem, que vão desde antenas, terminais móveis, televisões, rádios, microondas, entre
uma infinidade de exemplos possíveis. Assim sendo, tanto a luz natural como a radiação
de um terminal móvel ou até de um forno de microondas, são formas possíveis de
radiação electromagnética, representando energia não guiada que se propaga pelo espaço
à velocidade da luz, definida em aproximadamente 300 000 km/s. Na figura 2.1 encontra-
se representado o espectro de frequências, explicitando as fontes típicas que podem ser
encontradas em determinadas gamas de frequências.
A propagação da energia electromagnética pelo espaço dá-se através de ondas
electromagnéticas, às quais se encontram associadas duas entidades vectoriais: o campo
eléctrico, E, e o campo magnético, H. O campo eléctrico, que se exprime em unidades de
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
7
volt por metro [V/m], resulta da força exercida sobre uma partícula carregada,
independentemente do seu movimento no espaço. Por outro lado, o campo magnético,
que se exprime em unidades de ampere por metro [A/m], resulta da força exercida sobre
uma partícula carregada, apenas quando esta se encontra em movimento. Uma outra
grandeza bastante importante é a densidade de potência, S, que se exprime em unidades
de watts por metro quadrado [W/m2], e cujo valor se obtém pelo produto entre a
intensidade dos campos eléctrico e magnético, avaliando assim a potência transportada
pela onda por unidade de área. Em termos vectoriais, os campos eléctrico e magnético e a
densidade de potência estão relacionados entre si pela expressão:
S = E x H [W/m2] (2.1)
O vector S obtido através de (2.1) é conhecido como o vector de Poynting instantâneo,
cuja direcção é simultaneamente perpendicular aos vectores campo eléctrico e campo
magnético.
Por vezes, em vez do campo magnético usa-se a densidade de fluxo magnético, B,
medido em Tesla [T]. Em materiais biológicos no espaço livre, estas grandezas são
intercambiáveis, verificando-se a equivalência 1 A/m = 4�10-7 T.
Figura 2.1 – Espectro electromagnético
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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Na figura 2.2 encontra-se representada uma onda electromagnética. Esta pode ser
convenientemente caracterizada usando quatro parâmetros:
• Frequência (ou comprimento de onda)
• Amplitude
• Direcção e velocidade de propagação
• Polarização
Figura 2.2 – Representação de uma onda electromagnética A frequência de uma onda electromagnética, f, medida em Hertz [Hz], representa o
número de ciclos da onda por segundo num dado ponto do espaço. Por outro lado, o
comprimento de onda, �, medido em metros [m], representa a distância entre dois
máximos consecutivos da onda. No espaço livre a relação entre estas grandezas obedece à
bem conhecida equação:
c = �f [m/s] (2.2)
, onde a constante c representa a velocidade da luz e vale aproximadamente 3x108 m/s.
A amplitude da onda electromagnética fornece uma medida da intensidade dos campos
eléctrico e magnético. Quando a distância à fonte que gera a radiação é suficientemente
grande (a definir com rigor posteriormente), o modelo de onda plana revela-se uma boa
aproximação à propagação do campo electromagnético. Este modelo de onda plana
assume que:
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
9
• As frentes de onda têm geometria plana;
• Os vectores campo eléctrico (E) e campo magnético (H) são perpendiculares
entre si;
• Os campos eléctrico (E) e magnético (H) estão em fase, verificando-se, portanto,
que o quociente E/H em qualquer ponto do espaço é constante, valendo em espaço
livre (e muito aproximadamente no ar):
3770 ==HE
Z [�] (impedância característica do meio) (2.3)
Nas circunstâncias acima enunciadas, o campo eléctrico e o campo magnético são
matematicamente interdependentes, bastando por isso medir um deles, obtendo-se
imediatamente o outro, usando a equação (2.3).
Além disso, também o valor da densidade de potência poderá ser determinado por
cálculos uma vez conhecido E (ou H), dado que:
22
377377
HE
EHS === [W/m2] (2.4)
Resta, finalmente, caracterizar a polarização da onda electromagnética. Este parâmetro
corresponde à figura descrita ao longo do tempo pela extremidade do vector campo
eléctrico num dado ponto do espaço, bem como ao sentido em que essa figura é traçada,
quando a onda electromagnética é observada segundo a sua direcção de propagação. A
figura 2.3 mostra diferentes tipos de polarizações.
Figura 2.3 – Tipos de polarização de uma onda electromagnética
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10
No caso geral, a polarização é elíptica. Contudo, outros dois tipos que são casos
particulares desta têm bastante importância na prática, estando representados na Figura
2.3. São eles a polarização linear (usada, por exemplo, em difusão de TV), que ocorre
quando o esfasamento entre as componentes segundo x e y do campo eléctrico é múltiplo
de �, e a polarização circular (usada, por exemplo, em radiodifusão sonora FM), quando
ambas as componentes do campo eléctrico têm módulos iguais e o esfasamento entre elas
é um múltiplo ímpar de �/2. Ambas as polarizações podem ser subdivididas. Assim, a
polarização linear poderá ser vertical ou horizontal, determinada pela orientação espacial
do campo eléctrico, como indica a figura 2.4. Analogamente, a polarização circular
poderá ser esquerda ou direita, de acordo com o sentido de rotação do campo eléctrico.
Figura 2.4 – Tipos de polarização linear
Já foi referido anteriormente que uma onda electromagnética se propaga pelo espaço em
linha recta a uma velocidade próxima de velocidade da luz. Tal é inteiramente verdade
em espaço aberto, na ausência de quaisquer obstáculos. Na realidade existem no meio
diversos factores físicos, tais como edifícios, irregularidades no terreno, espelhos de
água, entre muitos outros, que alteram a amplitude e a polarização da onda
electromagnética, embora não alterem a sua frequência. Os principais fenómenos
responsáveis pela variação das características de uma onda electromagnética estão
representados na figura 2.5.
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11
a) Reflexão b) Dispersão c) Difracção
Figura 2.5 – Perturbações sofridas por uma onda electromagnética
O fenómeno de reflexão (figura 2.5a) ocorre quando a onda electromagnética incide num
obstáculo cujo comprimento, d, é muito superior ao comprimento de onda do campo
electromagnético, �. Por outro lado, a dispersão (figura 2.5b) dá-se quando d e � são da
mesma ordem de grandeza. Finalmente, o fenómeno da difracção (figura 2.5c) ocorre
quando uma onda electromagnética incide em cumes de obstáculos.
2.2 Sistemas de Comunicações Móveis
Os sistemas de comunicações móveis celulares são, indiscutivelmente, um dos melhores
exemplos da penetração da Tecnologia na sociedade, cujo crescimento explosivo à escala
mundial teve início dos anos 90, não tendo ainda estagnado. Em Portugal, há
relativamente pouco tempo, mais um passo foi dado com vista à concentração de
tecnologias (Internet, e-mail, etc.) num único terminal móvel. Fala-se, claro está, no
UMTS, vulgarmente conhecido como 3ª Geração (3G). Contudo, o número crescente de
utilizadores, de operadores e de tecnologias tem levado ao aparecimento de novas
estações base (BTS1) e terminais móveis dia após dia, causando uma compreensível
inquietação na opinião pública, maioritariamente desconhecedora das particularidades de
um sistema celular. Um sistema de comunicações móveis genérico usando uma estrutura
celular é apresentado na figura 2.6.
1 Do inglês Base Transceiver Station
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12
Figura 2.6 – Representação de um sistema celular genérico
2.2.1 Sistemas Celulares
Basicamente, num sistema de comunicações móveis como o representado na figura 2.6, a
área total coberta é dividida em células. Em cada uma destas células as comunicações são
asseguradas por uma estação base (ver figura 2.7), que, muito sucintamente, se pode
definir como um elemento de rede capaz de trocar informação com os terminais móveis
dos utilizadores (em ambos os sentidos, como mostra a figura 2.6). Além disso, funciona
como uma interface entre o utilizador e a parte central (core) da rede.
O paradigma que rege um sistema de comunicações celular como o GSM é relativamente
simples. Diz basicamente que a capacidade do sistema [nº de utilizadores por km2] será
tanto maior quanto mais perto (em termos de distância) uma dada frequência utilizada
numa célula puder voltar a ser usada numa outra (chama-se a isto reutilização de
frequências). A essa distância dá-se o nome de distância de reutilização de frequências. A
figura 2.8 mostra uma configuração típica onde são formados agrupamentos (clusters) de
sete células, repetindo-se este padrão ao longo da área geográfica coberta pelo sistema.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
13
Figura 2.7 – Exemplo de uma estação base GSM
Figura 2.8 – Configuração típica de alocação de frequências pelas células
Dito isto, conclui-se que para aumentar a capacidade do sistema há que minimizar a
distância de reutilização de frequências, o que implica colocar as estações base a emitir o
mínimo possível de potência e aproximar as células que usem a mesma frequência tanto
quanto essa distância o permitir. Daí resulta que, na realidade, o facto de nas cidades as
estações base proliferarem por quase todos os grandes edifícios acaba por ser algo de
positivo do ponto de vista da exposição humana, uma vez que as potências emitidas por
estas estão, na maioria das vezes, minimizadas.
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14
2.2.2 Radiação das Antenas de Estações Base
Nenhuma antena real emite radiação igualmente em todas as direcções do espaço. Na
prática todas elas possuem maior ou menor directividade, isto é, a propriedade de radiar
ondas electromagnéticas preferencialmente para certas direcções do espaço. À
representação, matemática ou gráfica, das propriedades espaciais de radiação de uma
antena dá-se nome de diagrama de radiação. Assim, num sistema de comunicações
móveis celular, dois tipos de antenas são geralmente usados: omnidireccionais e
direccionais. As antenas omnidireccionais radiam uniformemente em todas as direcções
de um dado plano (por exemplo, o plano horizontal), ao contrário das direccionais, que
radiam essencialmente num sector angular. Os diagramas de radiação típicos das antenas
omnidireccionais e direccionais encontram-se representados, respectivamente, nas figuras
2.9 e 2.10.
Figura 2.9 – Diagrama de radiação de uma antena omnidireccional no plano horizontal
Figura 2.10 – Diagrama de radiação de uma antena direccional
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
15
Nas figuras 2.11 e 2.12 encontram-se imagens a três dimensões, geradas por computador,
correspondentes aos diagramas de radiação apresentados nas figuras 2.9 e 2.10,
respectivamente. A intensidade da radiação nos vários pontos do espaço é
qualitativamente avaliada através das diferentes cores, desde vermelho (intensidade
máxima) a azul (intensidade mínima).
Figura 2.11 – Radiação de uma antena omnidireccional no plano horizontal
Figura 2.12 – Radiação de uma antena direccional
Uma das características bastante importante das antenas usadas em sistemas de
comunicações móveis é o facto de estas se encontrarem a radiar ligeiramente inclinadas
para o solo, conforme é possível visualizar na figura 2.12. Esta inclinação da direcção do
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
16
máximo da radiação, que na prática ronda os 4 a 5º, pode ser alcançada de forma
mecânica (inclinando a antena) mas também de forma eléctrica, usado métodos
adequados. Como se verá adiante, este facto terá implicações importantes nos níveis de
exposição a radiações em determinados pontos do espaço.
Além das propriedades espaciais da radiação de uma antena, um outro conceito
fundamental diz respeito às regiões do espaço circundante destas, tendo em conta o
campo electromagnético gerado. Estão definidas 3 regiões, a saber:
• Região Reactiva do Campo Próximo – O campo reactivo é predominante,
verificando-se relações bastante complexas entre as componentes eléctrica e
magnética do campo electromagnético;
• Região de Radiação do Campo Próximo (Região de Fresnel) – O campo radiado é
predominante, mas a orientação espacial do campo depende da distância à antena.
Esta região poderá não existir se a maior dimensão da antena (D) não for muito
maior do que o comprimento de onda (�);
• Região do Campo Distante (Região de Fraunhofer) – Nesta região, que ocorre
para distâncias maiores do que �+2D2/� (� 2D2/� quando D>>�, sendo D a maior
dimensão da antena), a orientação espacial do campo não depende da distância à
antena. Esta é a região de interesse do ponto de vista da radiação.
Na tabela 2.1 encontram-se caracterizadas cada uma destas regiões.
Tabela 2.1 – Características das diversas regiões de radiação
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17
Como é mostrado na tabela, na região do campo distante verificam-se as condições de
perpendicularidade e fase das componentes do campo electromagnético, enunciadas pelo
modelo de onda plana, já anteriormente discutido Assim sendo, nesta região as equações
(2.3) e (2.4) são válidas. Fica assim respondida a questão deixada em aberto sobre qual a
distância mínima à fonte geradora (antena), para que o modelo de onda plana pudesse ser
assumido. A título de exemplo, para uma antena de uma estação base GSM900, cujo
comprimento (D) seja de 1 metro e assumindo uma frequência de 935 MHz (� � 32cm), o
campo distante terá lugar para distâncias superiores a cerca de 6 metros. Será, no entanto,
importante referir que mesmo na situação do campo próximo radiante (distâncias
superiores a � mas inferiores a 2D2/�), a aproximação do modelo de onda plana acaba por
ser razoável, uma vez que as condições de perpendicularidade e fase das componentes da
onda são aproximadamente cumpridas (ver tabela 2.1). Em suma, pode-se dizer que
apenas no caso do campo próximo reactivo (distâncias à antena inferiores a �) haverá a
necessidade absoluta de medir simultaneamente o campo eléctrico e o campo magnético,
uma vez que a relação entre eles nessas circunstâncias não obedece à equação (2.3).
Assumindo então que a condição de campo distante é cumprida (o que na prática
acontecerá sempre ao longo deste trabalho), verifica-se que a intensidade do campo
eléctrico é inversamente proporcional à distância à antena (1/d). Sabendo que a densidade
de potência varia com o quadrado do campo eléctrico, então imediatamente se conclui
que a densidade de potência varia com a distância à antena de forma proporcional a 1/d2,
conforme pretende mostrar a figura 2.13.
Figura 2.13 – Densidade de potência recebida em função da distância à antena
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
18
Para completar a caracterização dos principais factores que influenciam directamente a
exposição às radiações, resta referir a potência radiada pelas antenas das estações base.
Na tabela 2.2 encontram-se os valores máximos das potências radiadas por diversas
fontes de emissão.
Fonte Potência
Equipamento Terminal - Telemóvel até 2 watts
Estação GSM indoor – Interior de edifícios até 5 watts
Estação GSM exterior até 270 watts
Transmissor VHF Policia até 450 watts
Transmissor HF Bombeiros e Radioamadores entre 300 a 1000 watts
Radar tráfego aéreo 2000 a 10000 watts
Estação de Rádio FM 100000 watts
Estação transmissão TV 100000 a 750000 watts
Tabela 2.2 – Potências máximas radiadas
Como se pode ver na tabela, o valor máximo que uma estação base GSM pode
teoricamente emitir encontra-se várias ordens de grandeza abaixo do que sucede com
outras fontes importantes, tais como as antenas de transmissão de TV e rádio FM. Além
disso, estes valores representam os valores máximos absolutos e não valores típicos. Por
exemplo, dentro de uma cidade, mesmo na hora mais carregada, uma estação base GSM
típica emitirá apenas algumas dezenas de Watts, ficando normalmente muito longe dos
270W acima anunciados.
Conclui-se então que num dado ponto do espaço o nível da radiação proveniente de uma
estação base depende fundamentalmente de três factores:
• Potência radiada pela antena da estação base;
• Distância à antena;
• Directividade da antena.
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19
Além destes, podem ser identificados imensos outros factores, cuja importância é,
geralmente, inferior, tais como condições atmosféricas, reflexões (variáveis no tempo
dada a constante mudança do cenário, por exemplo, devido à circulação de veículos),
entre outros.
Assim se conclui que o parâmetro “distância à antena”, talvez o mais intuitivo para a
maioria das pessoas, é manifestamente insuficiente por si só para se obter uma medida
qualitativa do grau de exposição. Na realidade, ao nível do solo, o ponto de máxima
exposição à radiação electromagnética ocorre para distâncias superiores a 50 metros,
podendo mesmo chegar aos 200 metros, consoante a altura do mastro de suporte e a
inclinação da direcção de máximo do diagrama de radiação (figura 2.14). Pelo contrário,
no local do solo mais próximo da antena (que é imediatamente por baixo desta), o nível
de sinal é geralmente bastante fraco.
50 a 200 metros
Figura 2.14 – Lóbulo principal do diagrama de radiação
Um caso de estudo
A propósito do tema das radiações emitidas pelas antenas de estações base, nas VII
Jornadas da Sociedade Portuguesa de Protecção contra Radiações, realizadas no ano
2000, um caso de estudo paradigmático [7] foi apresentado pelo Instituto de
Telecomunicações/Instituto Superior Técnico. Basicamente existiam dois edifícios, sendo
que no topo de um deles estava instalada uma estação base GSM, emitindo a antena 31.6
W. O objectivo era medir o sinal recebido dentro de cada um dos edifícios e comparar o
respectivo valor com as normas em vigor na altura. Não está aqui em discussão o valor
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
20
absoluto do sinal recebido em cada edifício, que se verificou em ambos os casos estar
muito abaixo dos limites permitidos, mas sim a comparação da potência do sinal recebido
em ambos. Acontece que dentro do edifício com as antenas instaladas no seu topo a
potência recebida foi de -31 dBm (0.8�W) e no edifício fronteiriço a potência foi medida
em -18 dBm (16�W), ou seja, um valor vinte vezes superior. Dado que a potência radiada
pela antena em questão apresenta um valor comum, bem como o facto da disposição
espacial e materiais constituintes dos ditos edifícios serem os habituais, os resultados
obtidos são passíveis de ser extrapolados para a generalidade das situações. É importante
notar que os valores determinados devem-se, essencialmente, a dois factores:
• O facto de a antena quase não radiar no plano vertical, faz com que o edifício
onde estas estão instaladas mal seja atingido, ao contrário do edifício fronteiriço,
que provavelmente será atingido pelo lóbulo de radiação principal (admitindo que
a antena radia na direcção do edifício fronteiriço, e que este não se encontra
demasiadamente afastado – a distância limite é cerca de 200/300 metros,
condições que efectivamente se verificam neste estudo);
• O facto de a radiação penetrar no edifício fronteiriço através da sua zona lateral,
que ao ser constituído por vidro simples, causa atenuações bastante baixas (na
ordem da unidade de decibel), isto ao invés das placas de betão no topo do
edifício onde as antenas estão instaladas (por onde a radiação penetrará) que
causam atenuações da ordem da dezena de decibéis, consoante a espessura da
placa.
2.3 Medição das Radiações Electromagnéticas – O Projecto monIT
O projecto monIT, desenvolvido por uma equipa do Instituto de Telecomunicações (IT)
do pólo de Lisboa, em parceria com o Instituto Superior Técnico (IST), surge como um
estudo nacional de grande dimensão, patrocinado pelos três operadores móveis existentes
em Portugal, cujo objectivo é proceder a medições de banda larga junto de estações base
de sistemas de comunicações móveis.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
21
Este projecto contempla dois tipos de monitorização da actividade das estações base:
• Localizada no Tempo – A actividade da estação base á avaliada durante seis
minutos, usando para tal um equipamento portátil contendo uma sonda preparada
para a medição do campo eléctrico (figura 2.15a) numa extensa banda de
frequências (100 KHz a 3 GHz).
• Contínua – A actividade da estação base é monitorizada continuamente ao longo
de alguns meses utilizando equipamentos remotos (figura 2.15b) instalados em
locais específicos (sondas da banda larga para medição do campo eléctrico entre
500 KHz e 3 GHz), permitindo assim conhecer a variação da potência emitida, e,
consequentemente, da radiação electromagnética, ao longo de cada dia, bem como
a sua evolução ao longo dos meses avaliados.
Repare-se que valor do campo eléctrico obtido em ambos os casos de monitorização
acima descritos é o resultado da contribuição de todas as fontes existentes nas gamas de
frequências citadas, e não apenas devido ao GSM. Esta é a maior limitação do projecto
monIT que o nosso projecto de fim de curso pretende ultrapassar, pois ser-nos-á possível
discriminar a contribuição de cada frequência para o campo eléctrico total. Esta questão
será convenientemente aprofundada num capítulo posterior, quando os tipos de medição
previstos nas normas forem analisados.
a) Monitorização Localizada no Tempo b) Monitorização Contínua
Figura 2.15 – Equipamentos de Medição
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
22
Até ao presente momento, no projecto monIT foram efectuadas 261 monitorizações
localizadas no tempo e cerca de 30 monitorizações contínuas, tendo coberto todos os
distritos do país, exceptuando o nordeste transmontano. A figura 2.16 mostra as
estatísticas globais da monitorização localizada no tempo (os dados referem-se a apenas
166 dos 261 locais avaliados).
Figura 2.16 – Comparação do campo medido em 166 locais com o limite prescrito
Como se pode analisar na figura 2.16, em quase metade dos locais avaliados o nível de
exposição encontra-se entre 3.2 e 10 vezes abaixo do permitido. Convém, no entanto,
salientar que uma vez que o equipamento utilizado no monIT fornece somente o nível de
radiação global (não é selectivo às frequências), os valores globais da radiação medidos
foram comparados com o valor mais restritivo do campo eléctrico na banda em análise
(100 KHz a 3GHz), e que vale 28 V/m. Para desde já se ficar com uma noção das
implicações deste facto, basta pensar na seguinte situação: imagine-se que nas imediações
de uma estação base a grande percentagem de contribuição para o nível de radiação
global (digamos, 95%) na zona é devida ao tráfego GSM900 (o que é comum na prática).
Neste caso, o lógico seria comparar com o valor limite prescrito para a banda do
GSM900 (cerca de 42 V/m). Contudo, como o equipamento usado no monIT não permite
ao operador saber que a radiação medida tem origem quase exclusivamente na estação
base GSM, não haverá alternativa senão comparar com 28 V/m (o valor mais restritivo na
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
23
banda em que a medição foi efectuada), e que é o valor prescrito para frequências que
englobam, por exemplo, a radiodifusão FM, cuja contribuição para esse local poderá até
ser residual (o que também se costuma verificar bastantes vezes).
De qualquer das formas, quando não há conhecimento sobre a contribuição das diversas
frequências, a comparação com o nível mais restritivo funciona como um factor de
segurança acrescido (se o valor medido estiver a baixo do nível mais restrito de 28 V/m,
naturalmente estará também abaixo dos 42 V/m do GSM900, ou dos 61 V/m do UMTS).
Felizmente que dos 166 locais indicados na figura 2.16, todos, sem excepção, se
encontravam dentro dos limites.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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3. Campos Electromagnéticos e o Corpo Humano – Interacções
Neste capítulo apresentam-se, de forma sucinta, as bases biológicas e científicas que
determinam a necessidade de limitar a exposição a campos electromagnéticos variáveis
no tempo. São considerados os mecanismos de acoplamento conhecidos entre os campos
electromagnéticos e o corpo humano, focando essencialmente os mecanismos de
acoplamento directos. O capítulo termina com alguns resultados importantes de diversos
estudos sobre o efeito da radiação electromagnética na saúde humana, que se revelaram
fundamentais para formar uma base biológica sobre a qual os valores de referência
adoptados nas normas estão suportados.
3.1 Mecanismos de Acoplamento
Os mecanismos de acoplamento entre a radiação electromagnética e qualquer ser vivo são
classificados genericamente em dois tipos: directos e indirectos.
Os mecanismos directos são aqueles que resultam de uma interacção directa entre os
campos electromagnéticos variáveis no tempo e um corpo a ele exposto, podendo ser
subdivididos em três tipos:
• Acoplamento a campos eléctricos de baixa frequência
• Acoplamento a campos magnéticos de baixa frequência
• Absorção de energia dos campos electromagnéticos
Os mecanismos indirectos, por sua vez, resultam da interacção com um objecto cujo
potencial a que se encontra difere daquele do corpo humano. Estes podem ser
subdivididos em dois tipos:
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
25
• Correntes de contacto, que resultam do contacto do corpo humano com um
objecto a um potencial diferente
• Acoplamento entre um campo electromagnético e dispositivos médicos
transportados por um indivíduo (não necessariamente implantados)
Uma vez que os mecanismos indirectos não se aplicam no âmbito deste trabalho, não
serão alvo de descrição detalhada.
3.1.1 Mecanismos de Acoplamento Directos
Acoplamento a campos de baixa frequência
São bem conhecidos os acoplamentos directos resultantes entre um corpo exposto a
campos eléctricos e/ou magnéticos de baixa frequência.
No primeiro caso (exposição a um campo eléctrico de baixa frequência), o campo
eléctrico variável no tempo induzirá no corpo um fluxo de corrente, resultante das cargas
eléctricas em movimento. A distribuição de corrente no corpo dependerá do tamanho e
forma deste, e ainda do seu posicionamento relativamente ao campo. Além disso, novos
dipolos eléctricos tendem a ser formados e os já existentes nos tecidos tendem a
reorientar-se. A magnitude relativa destes efeitos dependerá das propriedades eléctricas
do corpo, tais como a condutividade (responsável pelo maior ou menor fluxo de corrente)
e a permitividade (responsável pelos efeitos de polarização). Estes parâmetros eléctricos
variam consoante o tipo de tecido e a frequência aplicada.
No segundo caso (exposição a um campo magnético de baixa frequência), o campo
magnético variável no tempo resultará em campos eléctricos induzidos, e,
consequentemente, no fluxo de corrente eléctrica. As magnitudes do campo eléctrico
induzido e da densidade de corrente serão proporcionais à taxa de variação e magnitude
da densidade de fluxo magnético, à condutividade eléctrica dos tecidos e ainda ao raio do
circuito fechado por onde a corrente flui.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
26
Os acoplamentos acima descritos ocorrem para frequências até 10 MHz, estando portanto
abaixo da frequência mínima mensurável neste projecto (80 MHz), pelo que os seus
efeitos serão inexistentes, ou pelo menos negligenciáveis quando comparados com o
mecanismo directo de absorção da energia de campos electromagnéticos, apresentado de
seguida.
Absorção de energia de campos electromagnéticos
A absorção de energia de campos electromagnéticos pelo corpo humano, traduzindo-se
na prática num aquecimento dos tecidos, toma valores significativos para frequências
superiores a apenas 100 KHz, cobrindo uma gama muito abrangente que se prolonga até
cerca de 300 GHz, fazendo assim deste tipo de acoplamento aquele que mais impacto
produz na saúde humana. Embora a distribuição corporal da energia absorvida não seja
de forma alguma uniforme, uma divisão em quatro grandes grupos de frequências, onde a
distribuição é mais ou menos idêntica, é actualmente aceite:
�
• Entre 100 KHz e 20 MHz, a absorção ocorre de forma significativa na zona do
pescoço e nas pernas, sendo que no tronco decai muito rapidamente com o
aumento da frequência;
• Entre 20MHz e 300MHz, uma absorção de energia relativamente elevada ocorre
por todo o corpo;
• Entre 300 MHz e alguns GHz (faixa de maior interesse neste trabalho), a absorção
é extremamente não uniforme, sendo significativa essencialmente a nível local;
• Acima dos 10GHz, uma vez que a profundidade de penetração da onda
electromagnética é muito curta, a absorção de energia ocorre essencialmente à
superfície do corpo;��
A medida de referência para a absorção de energia electromagnética (até 10GHz) é a
chamada Taxa de Absorção Específica (SAR2), que mede o ritmo a que a energia é
2 Do inglês Specific Absorption Rate
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
27
absorvida por unidade de massa de tecido biológico, e se expressa em watts por
quilograma (W/Kg). Pode ser obtida pela expressão:
ρσ 2
ESAR = [W/kg] (3.1)
, onde E representa o valor eficaz do campo eléctrico (V/m), � a condutividade eléctrica
do material (S/m) e � a densidade do tecido [kg/m3].
Como mostra a equação (3.1), a SAR é proporcional ao quadrado da intensidade do
campo eléctrico, e o seu valor máximo verifica-se quando o eixo longo do corpo humano
é paralelo ao vector campo eléctrico (assumindo situação de campo distante). No entanto,
em termos práticos, o valor da SAR pode apenas ser estimado computacionalmente ou
em ambiente laboratorial (fig. 3.1), uma vez que os seus parâmetros de cálculo na
expressão (3.1) dependem de múltiplos factores:
• Parametrizações do campo incidente (frequência, intensidade, polarização) e do
corpo (tamanho, geometria interna e externa, propriedades dieléctricas dos vários
tecidos)
• Distância fonte – corpo (campo próximo ou campo distante)
• Efeitos de reflexão em objectos próximos do corpo exposto ao campo e ainda
influência da terra
��
Figura 3.1 – Medição da SAR em laboratório
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
28
A título de exemplo, verifica-se que quando o corpo exposto tem a altura e envergadura
de um homem adulto típico a frequência de ressonância da absorção ronda os 70 MHz,
valor que será inferior para pessoas de grande estatura e superior para pessoas mais
baixas, como por exemplo crianças, onde a frequência de ressonância da absorção poderá
ser superior a 100 MHz. É assim desde já previsível que as prescrições das normas para o
valor limite do campo eléctrico nesta zona de frequências serão as mais restritivas de toda
a banda, uma vez que o corpo humano tem especial apetência para absorver energia nesta
gama de frequências.
Na situação de campo próximo, que é o que se verifica, por exemplo, entre um terminal
móvel e a cabeça do seu utilizador no decurso de uma chamada de voz, a medição da
SAR é ainda mais complexa do que no campo distante, uma vez que a relação simples
com o campo eléctrico deixa de se verificar. No caso da exposição à radiação da antena
do terminal móvel no campo próximo, o uso de métodos de cálculo numérico da SAR
tem demonstrado um aumento significativo desta essencialmente a nível local, fortemente
dependente da distância terminal móvel-corpo. Este aumento da SAR a nível local
traduz-se num aumento da temperatura dos tecidos na zona da cabeça e pescoço.
Embora esteja fora da gama de frequências de medição neste projecto, é importante
salientar que para frequências superiores a 10 GHz, a SAR deixa de ser uma grandeza
apropriada, dada a baixa penetração da radiação nos tecidos. Assim, nessa situação usa-se
a densidade de potência, S, medida em Watts por metro quadrado (W/m2).
3.2 Efeitos dos Campos Electromagnéticos na Saúde Humana
Por forma a avaliar em que medida a exposição directa a campos electromagnéticos
poderá ser nociva para a saúde humana, diversos estudos epidemiológicos têm sido
realizados tentando avaliar a existência de relações entre os campos variáveis no tempo e
a influência tanto a nível da reprodução humana, como a nível dos possíveis efeitos
cancerígenos. Além desses, estudos laboratoriais usando voluntários humanos, mas
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
29
sobretudo animais, têm sido realizados para descobrir os efeitos imediatos decorrentes da
radiação electromagnética.
No que respeita a efeitos na gama de frequências que inclui o intervalo de interesse neste
trabalho (80MHz a 2.5GHz), as consequências imediatas são, essencialmente, de natureza
térmica, como já foi visto anteriormente.
A evidência mostra que a exposição de humanos em descanso a uma SAR sobre todo o
corpo entre 1 a 4 W/Kg, durante um intervalo de 30 minutos, resulta num aumento da
temperatura corporal inferior a 1º C. Contudo, para valores da SAR excedendo 4 W/Kg, o
organismo poderá perder a sua capacidade natural de termoregulação, levando a um
aumento da temperatura do corpo por vezes superior a 2º C, podendo assim causar danos
em alguns tipos de tecidos. A partir deste conhecimento foram introduzidos factores de
segurança para a limitação da SAR, cujo menos restritivo é de dez vezes (0.4 W/Kg),
prescrito para limitação da exposição ocupacional (profissionais expostos), e o mais
restritivo cinquenta vezes (0.08 W/Kg), prescrito para exposição da população em geral.
Quanto a efeitos a nível cancerígeno ou reprodutivo, não se verificou qualquer evidência
clara do aumento do risco entre trabalhadores de diversas áreas cuja exposição a campos
electromagnéticos relativamente elevados é permanente. Estes resultados são consistentes
com os obtidos em laboratório a partir de experiências com animais. Contudo, esta é uma
área em aberto. Múltiplos estudos continuam a realizar-se por todo o mundo com vista a,
por um lado, replicar os resultados até agora obtidos (a replicação dos resultados é
importante para validar cientificamente as conclusões de um estudo), e por outro a tirar as
primeiras conclusões em áreas da saúde até agora mal exploradas.
�
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
30
4. Limitação da Exposição a Campos Electromagnéticos
Neste capítulo são apresentados os pontos mais importantes das normas em vigor sobre
a limitação da exposição da população a campos electromagnéticos, tendo por base a
legislação portuguesa, que em 2004 veio a adoptar os níveis de referência recomendados
pelo Conselho Europeu no ano de 1999.
Com base no conhecimento da forma como a radiação electromagnética interage com os
seres vivos e tendo em consideração os seus potenciais riscos para a saúde humana, o
Conselho Europeu elaborou em Junho de 1999 uma Recomendação relativa à limitação
da exposição da população aos campos electromagnéticos (1999/519/CE). Esta
Recomendação veio, finalmente, em Novembro de 2004, a ser transposta para a
legislação portuguesa, através da Portaria nº 1421/2004. Estes dois documentos tiveram
origem num outro de referência [1] elaborado pelo International Comission on Non-
Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), organização científica cuja função é investigar
os potenciais malefícios das radiações não-ionizantes, bem como desenvolver directrizes
internacionais impondo limites à exposição aos campos electromagnéticos.
4.1 Tipos de Limitação da Exposição
O documento mais geral acerca da limitação da exposição às radiações, do ICNIRP,
define dois tipos de limitação da exposição, a saber:
• Exposição ocupacional, consistindo em adultos expostos sob condições
controladas, treinados de forma a reconhecerem o risco potencial da radiação
electromagnética e a tomarem as devidas precauções individuais.
• Exposição do público em geral, consistindo de indivíduos de todas as idades, com
diferentes estados de saúde, maioritariamente não tendo sequer noção da sua
exposição à radiação electromagnética, pelo que não é expectável que as devidas
precauções sejam tomadas por estes.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
31
Dado que o público em geral comporta vários grupos de risco (crianças, idosos, doentes),
os limites serão naturalmente bastante mais restritivos nesse caso. Uma vez que a norma
portuguesa anteriormente mencionada contempla exclusivamente a exposição da
população em geral, e ainda pelo facto de neste projecto ser esse o grupo de interesse (as
medições serão feitas em locais públicos), será esse o tipo de exposição cujos limites
prescritos pela norma serão apresentados de seguida.
4.2 Restrições Básicas e Níveis de Referência
Entende-se como Restrições Básicas aquelas restrições baseadas directamente nos efeitos
que os campos eléctricos, magnéticos e electromagnéticos têm sobre a saúde, já
estabelecidos, e ainda em considerações biológicas. As grandezas usadas para especificar
este tipo de restrições, e que variam de acordo com a frequência do campo, são a
densidade de fluxo magnético (B), a densidade de corrente (J), a taxa de absorção
específica de energia (SAR) e a densidade de potência (S). Destas, apenas a densidade de
fluxo magnético e a densidade de potência podem ser medidas directamente.
Entende-se como Níveis de Referência os valores fornecidos para efeitos práticos de
avaliação da exposição, a fim de determinar se as restrições básicas são ultrapassadas.
Alguns níveis de referência são obtidos directamente a partir das restrições básicas,
através de medições ou técnicas computacionais, considerando sempre um acoplamento
máximo do campo com o indivíduo exposto, de forma a garantir máxima protecção.�Os
níveis de referência que não resultam directamente das restrições básicas
correspondentes, têm que ver essencialmente com a percepção e efeitos indirectos dos
campos electromagnéticos.�Consoante a frequência do campo, as grandezas usadas para
os níveis de referência são a intensidade do campo eléctrico (E), a intensidade do campo
magnético (H), a densidade do fluxo magnético (B), a densidade de potência (S) e a
corrente nos membros (IL).
Assim sendo, verifica-se que a observância de um dado nível de referência garante a
observância da restrição básica correspondente. Contudo, o facto de o valor medido
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
32
ultrapassar o nível de referência, não implica necessariamente que a restrição básica foi
ultrapassada. No entanto, nestas circunstâncias, há a necessidade de investigar se a
restrição básica é ou não cumprida.
4.2.1 Restrições Básicas
Na tabela 4.1 encontram-se representadas as restrições básicas prescritas para campos
eléctricos, magnéticos e electromagnéticos, numa gama de frequências entre 0 a 300GHz.
É importante salientar que os valores considerados estão afectados por um factor de
segurança de 50, ou seja, os valores prescritos são cinquenta vezes inferiores àqueles a
partir dos quais comprovadamente alguns efeitos sobre a saúde começam a surgir. Desta
forma, pretende-se abranger, de forma implícita, também os possíveis efeitos a longo
prazo da exposição à radiação.
Tabela 4.1 – Restrições Básicas prescritas na gama 0-300 GHz
Na gama de frequências de interesse para o presente estudo (entre 80 MHz e 2.5GHz),
onde os efeitos são essencialmente térmicos, as prescrições resumem-se à limitação da
SAR (média sobre o corpo e localizada), já convenientemente caracterizada no capítulo
anterior.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
33
4.2.2 Níveis de Referência
Na tabela 4.2 são apresentados os níveis de referência (valores eficazes) correspondentes
às restrições básicas pertinentes. Chama-se a atenção para o facto de estes valores serem
válidos apenas em casos onde a exposição do corpo seja aproximadamente uniforme. Por
outras palavras, no caso de exposição extremamente localizada (tal como a exposição à
radiação de um terminal móvel durante uma chamada), não deverão ser usados os níveis
de referência mas sim avaliar-se directamente o cumprimento da restrição básica
localizada.
Tabela 4.2 – Níveis de referência prescritos na gama 0-300 GHz
É assim possível verificar a utilidade destes níveis de referência. Suponha-se, por
exemplo, que é desejado avaliar o nível de exposição à radiação emitida por uma estação
base GSM (é indiferente, para o caso, esta operar na banda dos 900 ou 1800MHz). A
restrição básica, para estas frequências, é o valor da SAR. Contudo, a avaliação directa
desta grandeza é extremamente complexa, conforme já explicado anteriormente.
Felizmente, no campo distante bastará proceder à medição da intensidade do campo
eléctrico (ou magnético), cuja medição é relativamente simples, e ainda obter o valor da
densidade de potência (facilmente relacionável com os campos eléctrico ou magnético
nesta região). A observância dos níveis de referência (E,H,S) será condição suficiente
para a observância da restrição básica pertinente (SAR).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
34
Na tabela 4.3 apresentam-se os níveis de referência para alguns serviços típicos.
(��� ������� �����)���*&����
+��������������� ���� "��������$,� '��
+��������������� ���*�!�"����-�$�� '��
.��������������/���$0� �'�
������������� �� �� ���� � �
������������� ������ ����� ��
��������������� ��� ����� ��
Tabela 4.3 – Níveis de referência de alguns serviços
Um facto importante a ter em conta é que as grandezas medidas com vista à comparação
com os níveis de referência deverão ser obtidas por média ao longo de um período de 6
(seis) minutos (válido para as frequências de interesse neste projecto).
4.3 Exposição a fontes com múltiplas frequências
Uma situação muito comum na prática é a existência de fontes que radiam campos
electromagnéticos de várias frequências, tal como, por exemplo, uma estação base GSM
(tipicamente entre 4 a 5 frequências atribuídas). Como tal, na avaliação da exposição
dever-se-á ter em conta a possibilidade de um somatório nos efeitos destas exposições.
Como já foi referido, os efeitos imediatos sobre a saúde dependem das frequências
consideradas, daí que os efeitos de estimulação eléctrica (até cerca de 10MHz) e de
estimulação térmica (entre 100 KHz e 300GHz) devam ser analisados separadamente,
resultando em duas restrições básicas. Aquela de interesse neste trabalho é a que reflecte
a estimulação térmica e consequente aquecimento dos tecidos, que a seguir se reproduz:
� �= >
+GHz
KHzi
GHz
GHzi L
i
L
i
SS
SARSAR10
100
300
10
(4.1)
, onde SARi e Si são, respectivamente, o valor da SAR e da densidade de potência obtidos
à frequência i correspondente e SARL e SL são, respectivamente, os valores limite da SAR
e densidade de potência prescritos na norma.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
35
Esta restrição básica será observada caso se cumpram os dois requisitos seguintes para os
níveis de referência:
12
300
1 ,
21
100
≤��
�
�
��
�
�+�
�
���
���
>=
GHz
MHzi iL
iMHz
KHzi
i
EE
cE
(4.2)
12
300
150 ,
2150
100
≤��
�
�
��
�
�+��
�
����
���
>=
GHz
KHzj jL
jKHz
KHzj
j
H
H
d
H (4.3)
, onde Ei e Hj são, respectivamente, as intensidades medidas dos campos eléctrico e
magnético às frequências i e j, EL,i e HL,j são, respectivamente, os níveis de referência
prescritos para os campos eléctrico e magnético às frequências i e j e as constantes c e d
valem, respectivamente, 87/f ½ V/m e 0,73/f A/m.
A introdução da constante c em (4.2) advém do facto de entre os 100KHz e 1MHz (no
caso do campo eléctrico), não existir apenas o efeito térmico, verificando-se que também
a estimulação eléctrica toma um valor significativo. Uma vez que apenas os efeitos
térmicos são objecto de avaliação na expressão, é necessária a devida correcção nas
grandezas. O mesmo raciocínio se aplica à introdução da constante d na expressão do
campo magnético (4.3).
Ao valor obtido a partir dos somatórios de (4.2) ou, analogamente, a partir dos
somatórios de (4.3), chama-se coeficiente (ou quociente) de exposição. Basicamente este
coeficiente indica qual a fracção da potência total permitida que se observa num
determinado local. Assim sendo, um coeficiente superior a 1 significa que a potência total
medida numa dada banda é superior à potência total permitida nessa mesma banda. É
importante de notar em (4.2) que bastará numa única frequência do somatório o valor da
intensidade do campo eléctrico medido ser superior ao permitido pela norma a essa
mesma frequência para que a desigualdade não seja observada, e consequentemente a
norma não ser cumprida. A mesma conclusão é válida para (4.3).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
36
5. Regulamento de Medição dos Campos Electromagnéticos
Neste capítulo são abordados os procedimentos de monitorização e medição da
intensidade de campos electromagnéticos originados em estações de radiocomunicações,
de acordo com o regulamento em vigor. Focam-se essencialmente os aspectos relevantes
para o presente trabalho, nomeadamente no que respeita à medição de sistemas
celulares, dos quais o GSM é um exemplo particular.
Para a avaliação da conformidade entre os valores dos campos electromagnéticos obtidos
por medidas e os níveis de referência apresentados no capítulo anterior, tornou-se
necessário uniformizar os procedimentos de monitorização e medição, de modo a garantir
a fiabilidade dos resultados obtidos. O Decreto-Lei nº 11/2003 de 18 de Janeiro veio
atribuir à Autoridade Nacional de Comunicações (ANACOM) a competência para
proceder à regulamentação correspondente. O documento resultante, intitulado
“Procedimentos de monitorização e medição dos níveis de intensidade dos campos
electromagnéticos com origem em estações de radiocomunicações”, teve como base a
Recomendação (02)04 do Comité das Comunicações Electrónicas (ECC), de nome
“Medição de radiação electromagnética não ionizante (9KHz-300GHz)”.
Na apresentação que se segue, excluem-se os procedimentos de medição em sistemas de
emissão por impulsos de curta duração, como é o caso dos sistemas de Radar, bem como
as medições em ambientes adversos, isto é, locais que apresentem valores de radiação
electromagnética excepcionalmente elevados, uma vez que ambos estão claramente fora
do âmbito deste trabalho. Além disso, não se analisará aqui em detalhe a descrição das
incertezas de medição a considerar nem os diversos formatos de relatório previstos na
norma, a serem gerados de acordo com o tipo de medição. Tal será abordado
posteriormente num capítulo próprio.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
37
5.1 Método de Medição
O método de medição usado para avaliar a radiação electromagnética na faixa dos 9KHz
a 300GHz baseia-se em três casos cujo grau de complexidade e rigor aumentam
gradualmente. São eles:
• Caso 1 – Perspectiva Geral
• Caso 2 – Varrimento da Faixa de Frequências
• Caso 3 – Investigação Detalhada
O método de medição, independentemente do caso utilizado, não é aplicável em situações
de exposição bastante localizada, como é o caso da exposição a radiações geradas por
terminais móveis.
5.2 Considerações Gerais
Aqui serão realçados alguns tópicos importantes para o processo de medição, ou porque
são comuns aos três casos, ou porque ajudam a determinar qual o caso mais apropriado
numa dada situação.
Região de Medição
Neste trabalho todas as medições, independentemente do caso, serão realizadas na região
do campo distante, já amplamente analisado na secção 2.2.2. Nesta região são válidas as
equações já referidas na secção 2.1 (e que aqui se reproduzem novamente por uma
questão de comodidade), pelo que serão repetidamente aplicadas:
3770 ==HE
Z [�] (impedância característica do meio) (5.1)
22
377377
HE
EHS === [W/m2] (5.2)
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
38
Níveis de Decisão
Uma vez que num resultado de medição sempre existe incerteza associada, devido a
múltiplos factores, tais como a precisão do equipamento de medição, características do
meio ambiente e muitos outros, é estabelecido na recomendação original do ECC um
nível de decisão cujo valor a prescrever é da responsabilidade das entidades nacionais.
Em Portugal, o valor definido pela ANACOM foi de 17 dB. Quer-se com isto dizer que
se no processo de medição for encontrado um valor abaixo do nível de referência menor
que 17 dB (aprox. 50 vezes em termos de potência), não é possível imediatamente
concluir que a restrição básica correspondente a esse nível de referência é cumprida.
Como tal, nestas circunstâncias o regulamento exige que o caso seguinte seja aplicado
para uma investigação mais rigorosa e/ou realizada uma média espacial entre três pontos
de medição (definidos a seguir), dependendo do caso em que a situação se verificou.
Locais e Pontos de Medição
Como regra geral, deverão ser escolhidos para o processo de medição locais onde
previsivelmente os níveis de exposição a que as pessoas estão sujeitas sejam mais
elevados, de acordo com a configuração das antenas. Esses locais podem ser
determinados através de cálculos teóricos ou mesmo efectuando rápidas medições para
ter uma ideia dos níveis de exposição em diversos locais distintos.
Uma vez determinado o local mais apropriado, deverá ser realizada a medição para um
único ponto, situado 1,5 m acima do solo. Contudo, se estiverem a ser avaliados os casos
1 ou 3 e o nível de decisão acima mencionado for ultrapassado, deverá ser feita uma
média espacial de três pontos de medição, cujas alturas serão 1,1 m, 1,5 m e 1,7 m acima
do solo (ver figura 5.1). Considerando a medição do campo eléctrico, a média espacial
referida é obtida pela fórmula:
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
39
3
3
1
2
_
�== i
i
espacialmédia
EE [V/m] (5.3)
Figura 5.1 – Pontos de medição para a realização de uma média espacial
Precauções
Qualquer que seja o caso em avaliação, as seguintes regras deverão ser observadas
durante o processo de medição, de forma a maximizar a fiabilidade dos resultados:
• O(s) operador(es) deve(m) afastar-se alguns metros do equipamento de medição
(sonda ou antena);
• Os equipamentos de medição devem ser colocados sobre tripés não condutores, de
forma a garantir que o campo electromagnético não é perturbado.
5.3 Apresentação Detalhada dos Casos de Medição
�
Apresentam-se, de seguida, os aspectos mais importantes relativos aos casos 1, 2 e 3
previstos pelo regulamento, dando especial atenção aos pontos de interesse para o
presente trabalho.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
40
5.3.1 Caso 1 – Perspectiva Geral
O método da perspectiva geral deverá ser aplicado quando apenas se pretende conhecer o
nível global da radiação electromagnética num determinado local, sendo aplicável apenas
em situações de campo distante.
Equipamento de Medição
Para as medições deste caso são usadas, tipicamente, sondas isotrópicas que medem o
valor eficaz da intensidade do campo num determinado local, obtendo assim o nível de
radiação global.
Uma vez que, por vezes, a gama de frequências a medir é tão extensa que não pode ser
abrangida por uma única sonda, podem ser usados n destes dispositivos,
preferencialmente de forma a que todos eles cubram bandas disjuntas de medição (sem
sobreposição). Nestas circunstâncias, o valor do campo global (considerando medição do
campo eléctrico) vem dado por:
�=
=n
iitotal EE
1
2 [V/m] (5.4)
, onde n representa o número de sondas utilizadas para cobrir toda a faixa de frequências
pretendida. Por (5.4) facilmente se conclui que no caso de haver sobreposição na faixa da
análise das sondas, o valor de Etotal será sobreavaliado, pois a fórmula apresentada não
prevê a correcção necessária.
Operações de Pós-Processamento
O valor obtido será válido se for superior à sensibilidade da sonda. Uma vez que a
medição cumpre a situação de campo distante, o valor da intensidade do campo
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
41
magnético e da densidade de potência podem ser calculados a partir do campo eléctrico
muito facilmente, de acordo com as expressões (5.1) e (5.2).
Dado que na maioria das vezes a gama de frequências medida é relativamente ampla é
natural que o valor eficaz do campo eléctrico obtido seja composto pela contribuição
individual de vários campos a diferentes frequências, correspondentes a diversos
serviços, ou seja:
�=
=n
iitotal EE
1
2 [V/m] (5.5)
, onde Etotal representa o valor eficaz obtido por medição e n as frequências na banda
considerada que contribuem para o valor da radiação global. Por (5.5) imediatamente se
pode concluir que se o valor Etotal medido estiver abaixo do nível de referência mais
restritivo na faixa de frequências em análise, então também as contribuições individuais
de cada frequência estarão abaixo desse valor.
Neste ponto é interessante verificar que este caso 1 foi aquele considerado no projecto
monIT, apresentado na secção 2.3. Relembra-se que nesse projecto foi utilizado como
equipamento de medição uma sonda capaz de medir a intensidade do campo eléctrico
numa banda de frequências entre 100 KHz e 300 GHz e em cada lugar o valor global da
intensidade obtido foi comparado com 28 V/m, que é o limite mais restritivo na banda de
frequências considerada. O procedimento adoptado no monIT está assim de acordo com o
especificado no regulamento para este caso de medição.
Resta referir que se a intensidade medida pelo equipamento exceder o nível de decisão
(isto é, se o valor medido estiver menos de 17 dB ou 50 vezes abaixo do nível de
referência), o caso 2 deverá ser aplicado. Exemplificando a afirmação acima, um valor
medido 20 dB abaixo do nível de referência estará de acordo com o caso 1. Contudo, um
valor medido 15 dB abaixo do nível de referência implicará a aplicação do caso 2.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
42
5.3.2 Caso 2 – Varrimento da Faixa de Frequências
O caso do varrimento da faixa de frequências deverá ser aplicado quando se pretende
discriminar por frequência os níveis de radiação electromagnética, ou quando o caso 1
não seja aplicável. Este método só pode ser aplicado em situação de campo distante.
�
Equipamento de Medição
Para avaliar este caso 2, o equipamento é naturalmente mais complexo do que no caso
anterior, uma vez que se pretende agora conhecer os valores da intensidade do campo por
frequência. Tipicamente é usado um analisador de espectro, passível de ser controlado
por software. Este deve permitir a introdução de vários valores relacionados com factores
da antena, atenuação nos cabos, entre outros, de forma a minimizar os erros de medição.
É necessário assegurar que tanto a antena como os cabos estejam metrologicamente
caracterizados, devendo a entidade que realiza o estudo apresentar registos evidenciando
a calibração do equipamento.
Neste trabalho é usado um equipamento de medição que cumpre todas as condições
acima enunciadas. A antena disponível é uma de 3 eixos (Tri-Axis Probe), um dos
diversos tipos de antena que o regulamento aconselha.
Parametrização do Analisador de Espectro
Neste caso de medição tem importância especial a largura de banda dos filtros RF a
utilizar. Isto porque, como é sabido, o espectro radioeléctrico é composto por fontes das
mais diversas naturezas:
• Banda estreita/larga;
• Emissão analógica/digital;
• Emissão contínua/descontínua.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
43
Como tal, é necessário chegar a um compromisso para a largura a usar nos filtros passa
banda. Usando analisadores de espectro, como acontece neste trabalho, são
recomendados os seguintes valores de acordo com a gama de frequências:
• De 9KHz a 30MHz � LB = 10KHz e varrimento entre 50 e 100ms;
• De 30MHz a 300MHz � LB = 100KHz e varrimento 100ms;
• De 300MHz a 3GHz � LB = 100KHz e varrimento entre 700ms e 1s.
Pós-Processamento
Uma vez que a medição é realizada no campo distante, a partir da intensidade medida do
campo eléctrico para cada frequência facilmente se pode obter o campo magnético e a
densidade de potência usando as expressões (5.1) e (5.2). O quociente de exposição total
poderá ser obtido com base nos valores medidos de campo eléctrico usando a expressão
já apresentada na secção 4.3, que novamente se reproduz:
12
300
1 ,
21
100
≤��
�
�
��
�
�+�
�
���
���
>=
GHz
MHzi iL
iMHz
KHzi
i
EE
cE
(5.6)
, onde Ei é a intensidade medida do campo eléctrico à frequências i, EL,i é o nível de
referência prescrito para o campo eléctrico à frequência i e a constante c vale 87/f ½ V/m.
Caso o nível de decisão seja atingido, o caso 3 terá de ser aplicado para uma investigação
mais rigorosa. O mesmo acontece no caso de (5.6) tomar um valor superior a 1, o que
significará uma de duas coisas que devem ser prontamente clarificadas:
• Pelo menos uma das fontes encontra-se a emitir acima do nível de referência
(situação ilegal);
• Todas as fontes estão abaixo do nível de referência (embora o quociente de
exposição esteja fora dos limites, a responsabilidade não poderá ser atribuída a
nenhuma fonte em particular, como tal a situação é legal).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
44
5.3.3 Caso 3 – Investigação Detalhada
Este caso será aplicado quando os casos 1 e 2 não forem aplicáveis, sempre que seja
necessário medir no campo próximo, em situações de campos eléctricos ou magnéticos
muito elevados, e, o mais relevante para o presente trabalho, para a medição de alguns
serviços específicos, tal como o GSM.
Equipamento de Medição
No geral será semelhante ao usado no caso 2 descrito anteriormente, excepto se for
necessário medir serviços UWB (Banda Ultra Larga), o que não acontecerá neste
trabalho.
Procedimento de Medição
Uma vez que este caso 3 é o mais rigoroso e amplo, contemplando um elevado número
de serviços, vários procedimentos de medição são apresentados no regulamento. Aqui
interessa sobretudo analisar os métodos para sistemas celulares, que serão relevantes
neste trabalho, sobretudo o GSM.
Considerando o GSM, é bem sabido que em cada estação base existe um canal
permanente de controlo (BCCH)3 onde são difundidas informações para todos os
equipamentos móveis de um operador que se encontrem no interior da célula. Como tal,
de forma a cobrir toda a célula, esse canal é sempre emitido na máxima potência pela
estação base. Por outro lado, existem canais de tráfego (TCH)4, onde está implementado
o mecanismo de controlo de potência, de tal forma que estes apenas atingirão a potência
do canal de controlo no caso do terminal móvel se encontrar a receber o sinal nos limites
da célula.
3 Broadcast Control Channel 4 Traffic Channel
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
45
Assim sendo, a estação base pode ser vista como um conjunto de n emissores, onde um
deles (BCCH) emite uma potência constante igual ao máximo, e os restantes n-1 emitem
uma potência variável, podendo, nas circunstâncias especiais mencionadas acima, atingir
a potência máxima. A figura 5.2 mostra a actividade típica ao longo de um dia de uma
estação base GSM possuindo apenas três canais (um de controlo e dois de tráfego).
Figura 5.2 – Actividade típica de uma estação base GSM ao longo de um dia
Será então necessário extrapolar os resultados obtidos por medição para uma situação de
máximo tráfego. O procedimento base é o seguinte:
• O canal de controlo é inicialmente identificado, usando o analisador de espectro
(procedimento relativamente simples, dada que a sua potência, além de superior à
dos canais de tráfego, mantém-se aproximadamente constante ao longo do tempo);
• A frequência central do canal de controlo é seleccionada, usando uma resolução
nunca inferior à sua largura de banda (200 KHz);
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
46
• São efectuadas medições em três direcções ortogonais, de modo a obter as
componentes do campo eléctrico sobre os três eixos do espaço. O valor eficaz da
intensidade do campo eléctrico vem dado por:
222_ zyxControloCanal EEEE ++= [V/m] (5.7)
No âmbito deste trabalho, o analisador de espectro é controlado pelo software durante
uma medição (a comutação cíclica entre os 3 eixos ortogonais é feita automaticamente).
No final do procedimento de medição um relatório é gerado, apresentando, entre outras
coisas, o valor da intensidade do campo eléctrico medido para cada frequência. Assim
sendo, o canal de controlo pode ser identificado facilmente a partir dos dados do relatório
de medição, sendo este o procedimento adoptado neste trabalho.
Uma vez conhecido o campo eléctrico gerado pelo canal de controlo BCCH
(ECanal_Controlo), o número de emissores que a estação base possui deverá ser investigado
recorrendo ao analisador de espectro (embora na prática tal seja muitas vezes impossível,
por um lado devido aos mecanismos de saltos de frequências e controlo de potência, mas
sobretudo pelo facto de numa cidade a estação base a avaliar não ser, muito
provavelmente, a única instalada numa dada zona, fazendo com que seja visível no
analisador de espectro actividade em praticamente todas as frequências atribuídas ao
GSM, não se sabendo no entanto a que estação base pertencem). A forma encontrada para
colmatar esta dificuldade será explicada posteriormente. Admitindo neste ponto que o
número de emissores é conhecido (nemissores), então na situação de máxima actividade
(todos os canais de tráfego activos e a emitir no máximo) a densidade de potência obtida
(Smax) será a densidade de potência gerada pelo canal de controlo multiplicada pelo
número de emissores que a estação base possui (nemissores). Como a densidade de potência
cresce com o quadrado do campo eléctrico, obtém-se para Emax:
emissoresControloCanal nEE _max = [V/m] (5.8)
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
47
O valor obtido em (5.8) será usado para comparação com o nível de referência
correspondente, que na faixa do GSM toma um valor aproximadamente constante de 42
V/m (mais precisamente 42.04 V/m na frequência mais baixa dos canais descendentes,
935 MHz, e 42.60 V/m na frequência mais alta, 960 MHz).
5.4 Considerações Importantes sobre as Medições neste Trabalho
Como já se referiu anteriormente, o equipamento a usar permite discriminar a intensidade
do campo eléctrico gerado por frequência. Como tal, embora o caso 1 pudesse ser
aplicado (o campo global pode ser obtido através da raiz quadrada da soma dos
quadrados dos campos às diversas frequências), não existe qualquer proveito em fazer
este tipo de medição dado que o equipamento permite ir mais além. Assim, neste trabalho
pretende-se avaliar somente os casos de medição 2 e 3, que são de longe os mais
interessantes. Acontece que é muito fácil ser induzido em erro ao pensar numa primeira
análise que, por exemplo, a avaliação do GSM se resume ao caso 3, o que não é verdade.
Por isso pretende-se aqui clarificar esta situação para que dúvidas não restem ao longo do
trabalho.
A medição efectuada pelo equipamento é inerentemente do tipo/caso 2. Assim sendo,
imagine-se que se pretende medir na gama máxima permitida (80 MHz a 2.5 GHz). O
relatório de medição gerado pelo software indicará a intensidade do campo eléctrico, em
frequências na faixa acima indicada, com espaçamento de 1 MHz, por exemplo. No final,
apresentará o quociente de exposição, dado pela equação (5.6), que reflectirá a
percentagem observada da densidade de potência total permitida na banda. Nada impede
que se faça a mesma medição (tipo 2) agora para a banda ocupada pelos canais
descendentes do GSM (935 a 960 MHz). Neste caso, o relatório de medição apresentará a
intensidade do campo eléctrico das frequências na banda do GSM, espaçadas de 200
KHz, naturalmente. O quociente de exposição neste caso reflectirá qual a percentagem
observada da densidade de potência total permitida na gama 935 a 960 MHz. Ou seja,
uma medição do tipo 2 para o GSM avaliará a contribuição de todas as estações base
presentes na zona. Após esta medição do tipo 2, pode-se então obter a do tipo 3 para o
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
48
GSM, que implicará avaliar uma única estação base escolhida do grupo determinado na
medição do tipo 2. Regra geral, deseja-se avaliar a estação base mais próxima do local de
medição. Assim sendo, dos vários BCCH perfeitamente visíveis no relatório de medição
(um por cada estação base na zona, tendo potência constante e superior aos canais de
tráfego) é escolhido o BCCH com valor superior, que em princípio corresponderá à
estação base mais próxima. O procedimento de extrapolação para máximo tráfego
anteriormente descrito é então realizado e o valor comparado com o nível de referência.
Assim sendo, o tipo 3 pode ser visto como uma investigação mais detalhada do tipo 2 (de
um grupo de N estações base é escolhida uma única que se admite estar a contribuir de
forma superior às outras para o nível de radiação electromagnética na zona).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
49
6. Equipamento de Medição
Neste capítulo apresenta-se o equipamento de medição utilizado no presente trabalho,
salientando os aspectos essenciais de cada um dos seus componentes. O capítulo termina
com um exemplo prático de como criar um pacote de software adaptado à medição de
um determinado serviço, que no caso será a monitorização e medição dos canais
ascendentes (sentido terminal móvel --> estação base) do GSM 900/1800 MHz, e
respectiva análise do relatório gerado após a medição.
6.1 Descrição Geral do Equipamento
O equipamento de medição utilizado neste projecto consiste, essencialmente, num
analisador de espectro convencional (figura 6.1a) e no sistema TS-EMF do fabricante
Rohde & Schwarz®, constituído por um sensor isotrópico de três eixos (figura 6.1b) e
pelo software de controlo RFEX5 (figura 6.1c), entre outros dispositivos periféricos.
a) Analisador de Espectro b) Antena de 3 eixos c) Software RFEX
Figura 6.1 – Equipamento de Medição
5 Radio Field Exposure
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
50
O sistema permite efectuar medições da intensidade do campo eléctrico numa extensa
banda de frequências, desde 30 MHz até aos 3 GHz, cobrindo assim grande parte dos
serviços principais, dos quais para este trabalho serão relevantes (por ordem decrescente
de importância):
• GSM 900/1800 MHz;
• UMTS;
• Televisão Analógica (VHF/UHF);
• FM.
Algumas das características mais importantes do sistema são:
• Isotropia da antena (capacidade de captar radiações provenientes de qualquer
direcção do espaço), conseguida através dos três eixos dispostos ortogonalmente
no seu interior, cada um deles medindo a respectiva componente do campo
eléctrico;
• Cálculo automático da intensidade do campo eléctrico a partir das suas
componentes sobre os três eixos;
• Elevada sensibilidade e ampla gama dinâmica (medição de campo eléctrico entre
1 mV/m e 100 V/m);
• Definição de diferentes pacotes de software com vista à medição de diferentes
serviços;
• Múltiplas opções de medida (desde medições quase instantâneas para uma visão
geral do nível de radiação electromagnética num dado local, até medições
contínuas ao longo de semanas ou meses para um acompanhamento da evolução
no tempo da intensidade de radiação numa dada localização);
• Medição de termo curto e de termo longo;
• Medição de valor eficaz e de valor de pico;
• Discriminação do campo eléctrico gerado por frequência;
• Comparação automática com os limites (níveis de referência);
• Uso interior e exterior.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
51
6.2 Calibração do Sistema
De modo a obter resultados verosímeis torna-se imperativo que o sistema de medição se
encontre calibrado, nomeadamente no que respeita à antena de 3 eixos, ao analisador de
espectro e ao cabo de ligação entre os dois equipamentos anteriores.
Antena de 3 eixos
Como é de esperar o ganho da antena variará de acordo com a frequência do sinal
recebido. Por exemplo, imaginando que a antena é um simples dipolo e se pretende captar
sinais com comprimento de onda �, então este deve ser dimensionado com um
comprimento d de �/2, obtendo-se assim boas características (resistência de radiação, área
efectiva, etc.), como é bem conhecido da teoria das antenas. Mas se esse dipolo de
comprimento �/2, onde � é o comprimento de onda do sinal original para o qual este tinha
sido projectado, captar um sinal com uma frequência, por exemplo, 50 vezes menor (isto
é, um comprimento de onda 50 vezes maior), o tamanho do dipolo passará a ser
naturalmente �/100 (classificado como infinitesimal), cujas características são bem piores
(resistência de radiação e área efectiva baixíssimas, o que se traduzirá, para o mesmo
valor do campo incidente, numa diminuta capacidade para captar potência). Como tal,
será necessário compensar as diferenças no ganho às diversas frequências afectando os
resultados obtidos dos factores de correcção da antena (no caso acima mencionado seria
necessário aplicar factores maiores para frequências menores).
À data de realização deste trabalho a antena usada tinha sido calibrada recentemente
numa câmara anecóica (o que deverá acontecer pelo menos uma vez por ano), tendo sido
determinados nesse procedimento os factores individuais para cada um dos três eixos que
a compõem. O programa de software aplica automaticamente esses factores (figura 6.2),
apresentando no relatório de medição os valores já corrigidos para todas as frequências.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
52
Figura 6.2 – Alguns factores de correcção para um dos eixos da antena (x)
Analisador de Espectro e Cabo de Ligação
Tal como a antena de três eixos, também o analisador de espectro foi recentemente
calibrado, garantindo assim uma precisão em termos de amplitude e frequência de acordo
com o estipulado no seu manual. Quanto ao cabo original, fornecido pelo fabricante,
possui cerca de dois metros e liga a antena ao analisador de espectro, sendo considerado
uma parte integrante da antena. Como tal, os factores de correcção da antena
anteriormente mencionados já reflectem a atenuação no cabo às diversas frequências.
6.3 Software de Controlo RFEX
O software de controlo é um componente central do equipamento, cuja acção se revela
fundamental essencialmente aquando de uma medição. É da responsabilidade deste:
• Controlar remotamente o analisador de espectro (via interface série RS232);
• Accionar ciclicamente o comutador electrónico dos três eixos da antena;
• Efectuar a medição de acordo com os parâmetros definidos no pacote usado;
• Gerar automaticamente o relatório de medição.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
53
A característica mais importante do software RFEX é, sem dúvida, a possibilidade de ser
parametrizado de forma a adaptar-se à medição de um dado serviço. É assim possível
criar o que no software se designa por pacote de medição, que pode ser definido como
um conjunto de parâmetros de diversas ordens (frequência central, largura de banda,
tempo de varrimento, limiar de aceitação e muitos outros) que são optimizados de acordo
com o serviço que se pretende medir. Neste trabalho será bastante importante conhecer o
significado de cada um dos parâmetros, pelo que tentar-se-á apresentá-los de uma forma
integradora, isto é, no contexto da criação de um novo pacote de medição.
6.3.1 Criação de um Pacote de Medição
O pacote de medição que se pretende criar deverá monitorizar e medir a intensidade do
campo eléctrico dos canais ascendentes (uplink) do GSM 900/1800 atribuídos a um
operador de comunicações móveis a prestar serviço em Portugal, a TMN® 6. Como tal,
antes de mais há que consultar a licença correspondente para conhecer que frequências
ascendentes estão atribuídas a este operador. Por exemplo, considerando o GSM 900
estão atribuídos à TMN® os canais 80 a 119, cujas frequências (ascendentes) se
encontram entre 906.0 e 913.8 MHz, espaçadas de 200 KHz.
Uma vez dado o nome ao novo pacote (neste caso FSH3_TMN_uplink) aparecem vários
separadores, cada um deles contendo diversos parâmetros de medição a serem
preenchidos. Comece-se então com o separador Spectrum Analyzer (figura 6.3). Como é
bem sabido, no GSM cada canal ocupa uma largura de 200 KHz, sendo então esta a
frequência colocada no parâmetro Resolution Bandwidth (banda a ser considerada na
medição em cada uma das portadoras). Os parâmetros Reference Level e Trace Mode
servem, respectivamente, para indicar o nível máximo da escala mostrada pelo analisador
de espectro (91 dBµV) e para escolher o modo do traço (Clear Write significará que o
6 Nota: Não houve qualquer factor de preferência para a escolha deste operador. Na realidade, para a demonstração pública na disciplina de Radiação e Propagação, no âmbito da qual os pacotes foram criados, Optimus ®, TMN® e Vodafone ® foram igualmente considerados.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
54
traço é livre, mostrando no visor em cada momento a intensidade medida a uma dada
frequência). O detector de valor eficaz (RMS detector) será utilizado sempre. Relembra-
se neste ponto que os limites (níveis de referência) prescritos pela norma dizem respeito a
valores eficazes.
Figura 6.3 – Separador Spectrum Analyzer
Analise-se agora o separador Data Acquisition (figura 6.4). No parâmetro Channels per
subpacket há que usar o número aconselhado no manual do software (150). Este
parâmetro bastante complexo tem que ver com o facto de no processo de medição o
software dividir o pacote criado em diversos sub-pacotes com bandas de frequências mais
curtas. O número 150 advém de um compromisso entre a banda coberta por cada sub-
pacote, da largura de banda a medir em cada canal e da resolução (em pixels) do
analisador de espectro.
Muito importante para este trabalho será o parâmetro Dwell Time (0 a 5000 ms).
Basicamente, o tempo a colocar neste parâmetro indicará o tempo em que o software
monitorizará cada sub-pacote. Um Dwell Time de 0 ms significará que o programa ao
avaliar uma dada frequência medirá o valor (quase) instantaneamente (isto será
interessante em sinais cuja amplitude da portadora seja constante, como por exemplo
num sinal modulado em FM). No pacote que se pretende criar agora, a situação é
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
55
exactamente ao contrário. Como se sabe, no GSM em cada frequência (portadora) é
utilizado TDMA, estando definidos 8 slots temporais a que correspondem, naturalmente,
8 canais físicos. Como tal, é fácil de perceber que o programa, ao avaliar uma dada
frequência do GSM, deverá monitorá-la durante um certo tempo, de forma a garantir que
todos 8 canais do TDMA são considerados (o valor do campo apresentado será o maior
valor (eficaz) detectado nesse intervalo). Assim sendo, no GSM o Dwell Time deverá ser
máximo (5000 ms). Repare-se que isto não significa que cada frequência seja avaliada
durante 5 s, mas sim que cada sub-pacote (composto por múltiplas frequências) será
avaliado durante esse tempo. O GSM é realmente um caso particular. Na realidade, para a
medição de outros serviços como UMTS, TV UHF/VHF, etc., 1000 ms será suficiente
para detectar o valor máximo.
Figura 6.4 – Separador Data Acquisition
Quanto ao parâmetro Cable, uma vez que é usado o cabo original e, como já foi referido,
este é parte integrante da antena, considera-se que possui 0 metros.
No que respeita ao parâmetro Extrapolation Factor, dado que o programa permite
efectuar a medição em toda a banda ocupada por cada canal do GSM (200 KHz), este
será colocado com 0 dB.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
56
Importante para este trabalho é o parâmetro que se segue, Acceptance Threshold (Limiar
de Aceitação), que indica ao programa a partir de que valor a intensidade do campo
eléctrico deverá ser considerada (abaixo desse valor será considerado ruído, não só
externo mas também interno, gerado pelo próprio analisador de espectro).
Experimentalmente verifica-se que 69dB�V/m é um valor apropriado no que respeita ao
GSM.
Resta analisar o separador Measurement Frequencies (figura 6.5).
Figura 6.5 – Separador Measurement Frequencies
No GSM o padrão dos canais é perfeitamente conhecido, isto é, sabe-se a priori qual o
conjunto de frequências que se pretende medir. Como tal escolhe-se Known Channel
Pattern (a opção Sweep with Peak Search, como dá a entender, faria um varrimento
procurando os picos numa dada banda de frequências, sendo por isso útil apenas no caso
das frequências emitidas pela fonte não serem conhecidas).
Uma vez seleccionado que o padrão é conhecido, existem duas opções para a largura do
canal. Aquela mais lógica e que aqui se usa é considerar que a largura do canal é igual à
largura da banda de resolução cujo valor foi escolhido no separador Spectrum Analyzer
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
57
(figura 6.3), o que é inteiramente verdade no GSM (200 KHz). É fácil de imaginar que
em algumas situações esta opção poderá levar ao aparecimento de bandas de frequências
às quais não está atribuído nenhum canal, e como tal não são avaliadas (basta que o
espaçamento entre frequências seja superior à largura de banda de resolução). Por isso, a
outra opção considera que todas as frequências terão de pertencer a um canal e,
consequentemente, ser avaliadas. Para tal, limita-se a dividir a banda de frequências que
não tem canal atribuído em duas partes, que de seguida anexa aos dois canais adjacentes,
isto sem ter minimamente em consideração a que distância se encontram as frequências
centrais desses canais.
Após as escolhas mencionadas estarem assinaladas no software, só falta definir as
frequências onde se encontram as portadoras, recorrendo a Frequency List... (figura 6.5).
Usando a opção Channel Generator os canais, uma vez que são equidistantes, podem ser
gerados de forma automática (figura 6.6).
Figura 6.6 – Alguns canais ascendentes do GSM 900
A tarefa de criação do pacote está agora concluída. Dos múltiplos parâmetros que foram
analisados, nem todos têm a mesma importância. Aqueles realmente cruciais a definir
com todo o rigor são: frequências centrais dos canais (portadoras), largura de banda de
resolução (normalmente igual à largura do canal), nível de aceitação do sinal (acceptance
threshold) e tempo de varrimento (dwell time).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
58
6.3.2 Execução do Pacote FSH3_TMN_UPLINK
Depois de na secção anterior o pacote para medição das frequências ascendentes do GSM
atribuídos à TMN® ter sido completamente parametrizado, pretende-se agora executá-lo
ao mesmo tempo que se efectua uma chamada com um terminal móvel desse operador.
Para isso far-se-á uma medida localizada no tempo com duração de 6 minutos (figura
6.7a), conforme a norma explicita. Deseja-se que o relatório de medição a ser gerado
automaticamente no final do procedimento compare os valores medidos com os
prescritos nas normas (curva do ICNIRP seleccionada, figura 6.7b)
a) Medição ao longo de 6 minutos b) Curva Limite ICNIRP
Figura 6.7 – Opções de Medição
A partir deste momento o software começará a avaliar as frequências pretendidas,
monitorizando ciclicamente cada uma delas tantas vezes quanto o tempo de medição o
permitir. O relatório de medição é então gerado, apresentando-se de seguida uma versão
resumida, onde se focam somente os aspectos essenciais.
Identificação da Medição
Printout for Measurement FSH3 TMN uplink On 04-04-2005
(Averaging over a range of minutes) Measurement from 16:10:00 until 16:16:00
(Loop Count: 9)
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
59
A informação mais importante contida no cabeçalho do relatório de medição é o número
de ciclos (loop count: 9). Este valor significa que a faixa de frequências a medir foi
varrida nove vezes ao longo dos seis minutos de medição, que é o mesmo que dizer que
cada frequência (portadora) foi avaliada nove vezes, tendo em cada uma destas sido
obtido o respectivo valor eficaz da intensidade do campo eléctrico.
Seguidamente são mostradas duas tabelas (6.1 e 6.2) que devem ser cuidadosamente
interpretadas, pois a nomenclatura usada não é a mais feliz. A tabela 6.1 (All Packets –
Average) é aquela que tem maior interesse neste trabalho, pois considera a média dos
nove valores eficazes obtidos para cada frequência. É de realçar o coeficiente de
exposição (em partes por milhar) que o software calcula com base nos valores medidos e
na curva do ICNIRP seleccionada. Assim sendo, o valor 571.5 o/oo mostrado em (6.1)
significa que a densidade de potência medida cobre cerca de 57 % da densidade de
potência permitida na banda das frequências ascendentes do GSM (no entanto convém
reparar que estas medidas foram efectuadas com a antena do terminal móvel muito
próximo da antena de três eixos, ou seja, na situação de campo próximo, pelo que este
coeficiente de exposição não é válido. De qualquer forma, a ideia neste ponto é
apresentar o relatório de medição, independentemente dos valores obtidos, até porque
este trabalho se centrará exclusivamente na avaliação de estações base, não de terminais
móveis).
All Packets - Average Packet o/oo - RMS o/oo - Square FSH3_TMN_uplink 755,9559 571,4693 Sum 755,9559 571,4693
Tabela 6.1 – Média dos valores eficazes
A tabela 6.2 (All Packets – Peak), ao contrário do que dá entender, não tem em conta
valores de pico, mas sim o valor máximo dos nove valores eficazes medidos a cada
frequência (onde está Peak, leia-se Max Value). Como facilmente se pode depreender, a
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
60
razão porque as medidas são efectuadas ao longo de seis minutos é para que cada
frequência possa ser avaliada múltiplas vezes. Desta forma o impacto de eventuais
perturbações que possam existir esporadicamente é minimizado pela média aritmética
realizada no final. Assim sendo, este valor máximo obtido para cada uma das frequências
considerado isoladamente como em (6.2) não tem utilidade perante a norma.
All Packets - Peak Packet o/oo - RMS o/oo - Square FSH3_TMN_uplink 1172,5941 1374,9770 Sum 1172,5941 1374,9770
Tabela 6.2 – Máximo dos valores eficazes
A segunda parte do relatório de medição discrimina a intensidade do campo eléctrico em
cada uma das frequências avaliadas. Novamente, numa primeira lista é mostrado o valor
eficaz em cada frequência tendo em conta a média dos nove valores eficazes obtidos. Na
segunda lista, apenas o máximo dos nove valores eficazes é mostrado para cada
frequência. Mostrar-se-á apenas um pequeno extracto da primeira lista de valores (tabela
6.3), que é aquela que na realidade interessa, conforme mencionado anteriormente.
Frequency Field Strength o/oo of Limit Power Density MHz V/m µW/cm²
… … … …
907,6 9,4297 227,5954 2,36E+01907,8 7,0672 170,5552 1,32E+01
908 9,3541 225,7209 2,32E+01908,2 14,1205 340,6999 5,29E+01908,4 8,5763 206,9065 1,95E+01908,6 5,7227 138,0471 8,69E+00908,8 6,4692 156,0375 1,11E+01
909 6,8881 166,1231 1,26E+01909,2 8,2661 199,335 1,81E+01909,4 6,335 152,7502 1,06E+01909,6 4,0077 96,6234 4,26E+00
… … … …
Tabela 6.3 – Média dos valores eficazes da intensidade do campo eléctrico por frequência
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
61
Um dos aspectos que este trabalho tem de relevante é que permite comprovar
experimentalmente aquilo que usualmente só se conhece pela literatura. A tabela (6.3) ou,
analogamente, a sua representação gráfica (figura 6.8) são ricas em informações
relacionadas com o funcionamento do sistema GSM.
Average Values: FSH3_TMN_uplink
0
100
200
300
400
906,2
906,6 90
790
7,490
7,890
8,290
8,6 909
909,4
909,8
910,2
910,6
911,2
911,8
912,4
f / MHz
Fiel
d S
tr. [
o/oo
]
Figura 6.8 – Representação gráfica dos dados da tabela 6.3
A chamada a partir do terminal móvel GSM foi efectuada propositadamente para um
número que de antemão se sabia que não iria atender, não chegando por esse motivo a ser
estabelecido um canal de tráfego entre os utilizadores. Além disso, na altura da
experiência não existiam outros utilizadores nas imediações mais próximas, estando
assim afastada a hipótese da monitorização do tráfego de terceiros (não só porque não
eram visíveis outros utilizadores nas redondezas, mas também por o próprio analisador de
espectro não indicar nesse momento tráfego ascendente). Dito isto, pode-se com alguma
confiança assumir que toda a actividade medida tem que ver com procedimentos de
sinalização. É interessante reparar nalguns pontos:
• O mecanismo de saltos em frequência está activo mesmo no canal de controlo
dedicado (SDCCH)7 utilizado para o estabelecimento da chamada (envio do
número, procedimentos de autenticação e encriptação, etc.), como a figura 6.8
demonstra.
7 Stand-alone Dedicated Control Channel
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
62
• O controlo de potência não existe no SDCCH, o que é um facto negativo. Sendo
mais explícito, quando um terminal GSM pretende estabelecer uma chamada,
inicialmente acede a um canal ascendente com acesso aleatório, de nome RACH8,
para pedir à rede o canal de sinalização SDCCH referido. Como o terminal móvel
não faz ideia da distância à estação base, transmite no canal RACH com a máxima
potência (usualmente 2 W). Acontece que mesmo depois da estação base atribuir o
SDCCH pedido pelo terminal móvel, continua a não haver controlo de potência. Por
outras palavras, durante os (vários) segundos em que o terminal móvel efectua a
ligação (sinal de chamar incluído), este está de facto a transmitir na máxima
potência, o que não é de todo positivo do ponto de vista da exposição à radiação.
Numa outra experiência realizada posteriormente, pode-se comprovar que quando o
utilizador chamado finalmente atendia (canal de tráfego estabelecido), aí sim os
picos no analisador de espectro diminuíam bastante de amplitude, comprovando o
funcionamento do controlo de potência durante a conversação;
• Os valores de intensidade do campo eléctrico atingidos durante o estabelecimento
de uma chamada são realmente elevados (repare-se nos 14.1 V/m à frequência de
908.2 MHz, relembrando que este valor é obtido por média, estando por isso o
utilizador exposto a campos desta grandeza ao longo de todo o tempo de
estabelecimento da chamada). Só para se ficar desde já com uma noção do impacto
deste valor, verifica-se que na esmagadora maioria das estações base avaliadas
neste trabalho as intensidades de campo eléctrico medidas estão abaixo de 1 V/m.
Assim sendo, dada toda a incerteza existente sobre a influência dos campos
electromagnéticos na saúde humana, uma medida profilática será evitar ter o terminal
móvel encostado ao ouvido durante a fase de estabelecimento da chamada. Uma vez
estabelecido um canal de tráfego, assumindo que a estação base está próxima do
utilizador (quase sempre verdade em ambiente urbano), esta encarregar-se-á quase de
imediato de enviar no canal SACCH9 um comando para o terminal móvel baixar
drasticamente o nível de potência emitida. Além disso, quando o canal de tráfego está
8 Random Access Channel 9 Slow Associated Control Channel
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63
estabelecido, um outro mecanismo de nome DTX (Discontinuous Transmission), suprime
a transmissão do terminal móvel durante os períodos de silêncio (os dados mostram que
um utilizador, durante uma chamada de voz, permanece em silêncio mais de 60 % do
tempo). Assim, a actuação conjunta dos vários mecanismos de controlo de potência
garantem que, na maioria das vezes, o nível de exposição durante a conversação é
bastante minimizado.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
64
7. Descrição dos Pacotes de Medição
Neste capítulo são apresentados os pacotes de medição utilizados no âmbito deste
trabalho, procurando essencialmente explicar os valores atribuídos aos principais
parâmetros que os compõem.
Para a realização deste trabalho, os seguintes pacotes de medição foram utilizados:
• All (medição em toda a banda permitida pelo software – 80 MHz a 2.5 GHz);
• GSM 900 e GSM 1800;
• UMTS;
• TV UHF e TV VHF III;
• FM;
Dos pacotes acima mencionados, apenas dois (All e GSM 900) foram utilizados em todos
os locais medidos. O primeiro (All) porque permite, por um lado, discriminar à partida os
serviços que eventualmente tenham maior importância numa dada zona, merecendo por
isso ser medidos posteriormente. Por outro lado, permite obter o coeficiente de exposição
global, isto é, a percentagem da densidade de potência permitida na gama dos 80 MHz a
2.5 GHz que é observada nesse local. O segundo (GSM 900) porque este é um serviço
cuja contribuição em termos de campo eléctrico gerado (ou potência) é claramente
dominante (figura 7.1) na grande maioria dos locais medidos.
Outros pacotes foram usados esporadicamente, de acordo com os resultados obtidos pelo
pacote All, como já foi mencionado. Verifica-se que o GSM 1800 e o UMTS têm
importância em alguns locais (este último é relevante na FEUP, por exemplo), mas
existem outras localizações em que simplesmente são inexistentes. Os pacotes de
televisão e rádio FM foram utilizados exclusivamente nas imediações do Monte da
Virgem, onde estes serviços são bastante importantes.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
65
Analise-se então agora os parâmetros de maior importância em cada um destes pacotes.
7.1 Pacote All
Este pacote permite avaliar todos os serviços entre 80 MHz e 2.5 GHz. Nesta gama de
frequências tão abrangente encontram-se serviços de todos os tipos: analógicos e digitais,
contínuos e descontínuos, apresentando canais com as mais diversas larguras de banda,
sendo por isso algo complicado decidir onde colocar as frequências centrais a medir.
Mas, como foi dito, este pacote é usado para identificar os serviços principais num dado
local, não os diversos canais que os compõem. Por exemplo, interessará certamente saber
se o serviço de radiodifusão FM contribui bastante num dado local, sem contudo
interessar conhecer qual a estação de rádio que mais contribui (isto porque se for
verificado que o FM no global contribui muito, o pacote específico para FM será então
usado, aí sim com o intuito de discriminar as diversas estações). Assim sendo, dado que o
software permite medir canais com uma largura máxima de 1 MHz, as frequências
centrais foram colocadas entre 80 MHz e 2.5 GHz com esse mesmo espaçamento
(1MHz). No exemplo anterior, isto significa que cada 5 estações de FM (200 KHz cada)
serão aglomeradas numa única banda de 1 MHz (assumindo que as frequências reais dos
canais FM encaixam exactamente na banda de medição assumida). Note-se que até será
mais fácil identificar graficamente a contribuição do FM (as potências de 5 estações
aparecerão adicionadas na banda considerada). Quanto ao coeficiente de exposição, este
não se altera (o que interessa é que toda a potência na banda 80 MHz a 2.5 GHz seja
medida, independentemente do número de sub-bandas em que a gama se divide).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
66
Figura 7.1 – Espectro de frequências na entrada principal da FEUP (note-se a dominância
do GSM 900)
Uma outra questão fundamental relacionada com o pacote All diz respeito ao limiar de
aceitação (acceptance threshold). Acontece que experimentalmente se verifica que a
amplitude (ou potência) ruído não é constante ao longo da gama de frequências que se
pretende medir. Na realidade este toma valores relativamente elevados às frequências
mais baixas (80MHz), decrescendo depois de forma aproximadamente linear até à zona
dos 1900 MHz, onde começa novamente a aumentar a amplitude até atingir os 2.5 GHz
(a implicação deste comportamento da curva do ruído é que é possível um sinal UMTS
(2.14 GHz) ter uma amplitude várias vezes inferior a uma componente de ruído
localizada nos 80 MHz). Infelizmente, uma das limitações deste software é não permitir
definir vários limiares para diferentes gamas de frequências dentro de um determinado
pacote. Assim sendo, não resta alternativa senão colocar o limiar de aceitação tão baixo
quanto possível de forma a não perder componentes de sinal (mesmo sabendo que isto
acarretará a aceitação de componentes de ruído localizadas noutras zonas de frequências).
O valor adoptado foi de 80 dBµV/m (10 mV/m), que se verifica experimentalmente ser o
ideal. Regra geral, o ruído total medido será desprezável desde que a zona avaliada tenha
importantes componentes de sinal útil (neste caso, a contribuição típica do ruído para o
coeficiente da exposição ronda as duas partes por mil, ou seja, 0.2%).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
67
7.2 Pacotes GSM 900 e GSM 1800
Nos pacotes GSM 900 e GSM 1800 aplica-se tudo o que foi referido no capítulo anterior
aquando da criação de um pacote para monitorização das frequências atribuídas aos
canais ascendentes do GSM atribuídos à TMN®. A diferença é que agora pretende-se
monitorizar as frequências descendentes (downlink) do GSM atribuídas a todos os
operadores nacionais (relembra-se que o GSM usa FDD10 como modo de transmissão
duplex, isto é, a banda total encontra-se dividida em duas sub-bandas, uma para
comunicação ascendente (terminal móvel � estação base) e outra para comunicação
descendente (estação base � terminal móvel) ). As frequências descendentes a avaliar
encontram-se na banda 935.2 a 959.8 MHz para o GSM 900 e entre 1820.2 a 1875.4
MHz para o GSM 1800, ocupando cada canal uma banda de 200 KHz.
Chama-se a atenção para o facto do tempo de varrimento (dwell time) continuar a ser o
máximo possível (5 s), basicamente de forma a garantir que os 8 canais TDMA por
portadora são avaliados. A explicação mais detalhada foi já apresentada na secção 6.3.1,
pelo que não será novamente abordada neste ponto.
7.3 Pacote UMTS
O serviço UMTS encontra-se a funcionar em três bandas de frequências distintas (figura
7.2), sendo que em cada uma delas é usado CDMA11 (todos os utilizadores transmitem ao
mesmo tempo usando um código próprio).
Basicamente o sinal do utilizador com débito 15 Kbit/s (assumindo um sinal de voz) é
multiplicado por um código cujo débito (chiprate) é 3.84 Mchip/s, resultando assim num
factor de espalhamento da banda de 256. O sinal resultante é então modulado
10 Frequency Division Duplex 11 Code Division Multiple Access
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
68
digitalmente em QPSK, dependendo a largura de banda ocupada pelo sinal a transmitir da
formatação dos impulsos antes da modulação (4.4 a 5 MHz).
Figura 7.2 – Espectro UMTS na entrada principal da FEUP
Acontece que, como foi referido anteriormente noutro contexto, o software utilizado
permite apenas medir canais com um máximo de 1 MHz de largura, sendo por isso
necessário colocar um valor no parâmetro Extrapolation Factor deste pacote do UMTS.
Contudo, antes de mais há que notar alguns pormenores importantes antes de determinar
esse valor do factor de extrapolação. Mesmo admitindo que a largura de banda do canal é
5 MHz, não se pode simplesmente multiplicar por 5 o valor obtido na medição na banda
de 1 MHz. Isto porque, como se comprova pela figura 7.2, a forma do espectro está longe
de ser perfeitamente rectangular. Além disso, eventuais reflexões que contribuam para o
valor medido nessa banda de 1 MHz, serão consideradas na extrapolação para toda a
banda, o que seria bom de evitar. Por estes motivos, o próprio software na descrição do
pacote assume uma largura de canal de 3.84 MHz, considerando que nessa banda se
concentra praticamente toda a potência Tal consideração foi também levada em conta
neste trabalho. Assim sendo, a potência medida na banda de 1 MHz deverá ser
multiplicada por 3.84, que é o mesmo que 5.8 dB, sendo este o factor de extrapolação a
utilizar.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
69
7.4 Pacotes TV UHF e VHF III
Os pacotes TV UHF e VHF III foram utilizados para avaliar a contribuição das emissões
de televisão analógica. Como é sabido, cada canal deste serviço é composto por duas
portadoras (vídeo e áudio) espaçadas por 5.5 MHz, ocupando cada canal no total 7 MHz
no VHF e 8 MHz no UHF. Isto poderia levar a pensar que seria novamente necessário
uma extrapolação, tal como no UMTS apresentado anteriormente. Mas, na realidade, tal
não se verifica. A portadora de áudio é modulada em FM ocupando uma banda próxima
de 200 KHz (eventualmente um pouco menos, uma vez que o desvio de frequência �f
usado no FM da televisão analógica, 50 KHz, é inferior à do FM comercial, 75 KHz).
Quanto à portadora de vídeo, atente-se na figura 7.3.
Figura 7.3 – Portadora Vídeo UHF na zona do Monte da Virgem
A figura 7.3 foi obtida num local excelente no que diz respeito à recepção de televisão
analógica (topo de um edifício nas imediações no monte da Virgem). Como se pode
constatar pela imagem, a grande parte da potência do sinal de vídeo concentra-se numa
estreita faixa ao redor da portadora (modulada em VSB) centrada nos 719.2 MHz (UHF).
Observando cuidadosamente é possível verificar que apenas entre 2 a 3 divisões de cada
um dos lados da frequência central da portadora contêm potência significativa. Nas
restantes divisões a potência medida toma valores tão baixos (-89 dBm) que pouco
contribuirão para o campo gerado na banda. Como o span da imagem é de 400 KHz,
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
70
pode-se dizer que, para efeitos de medição, bastará avaliar uma banda de 200 KHz em
torno da portadora. Desta forma, para a medição do serviço de televisão são colocadas no
programa de software todas as frequências centrais (portadoras) de áudio e vídeo (seja
VHF ou UHF), sendo cada uma delas avaliada numa banda de 200 KHz aquando de uma
medição.
Resta referir que a banda pertencendo ao UHF se encontra entre os 470 e os 790 MHz e
para o VHF faixa III entre 174 e 223 MHz. Em qualquer dos casos, um tempo de
varrimento (dwell time) de 1 segundo garante que o valor máximo do canal é avaliado.
7.5 Pacote FM
O pacote FM foi usado para a medição da intensidade de campo eléctrico gerado pelas
diversas estações de radiodifusão sonora. As portadoras a avaliar correspondem
naturalmente às frequências centrais de cada estação de rádio. No que respeita a este
serviço, é bem conhecido que o canal ocupa cerca de 200 KHz, como se comprovou
experimentalmente (figura 7.4). Novamente foi usado para tempo de varrimento 1
segundo (verifica-se que este valor é mais do que suficiente para detectar o máximo, uma
vez que a portadora de FM tem amplitude constante).
Figura 7.4 – Estação em 104.1 MHz na zona do Monte da Virgem
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
71
8. Resultados de Medição
Neste capítulo são inicialmente apresentados os resultados de medição obtidos, não só
em pontos da FEUP, mas também aqueles resultantes de deslocações exteriores. No final
do capítulo é feita uma análise dos valores obtidos, realçando as situações em que a
exposição à radiação se verificou ser significativa.
8.1 Critérios Adoptados na Selecção dos Locais de Medição Os locais de medição considerados neste trabalho podem ser englobados em três grupos
distintos, a saber:
• Campus da FEUP, composto por zonas interiores (salas de aula, corredores,…) e
exteriores (átrios, parques de estacionamento, terraço de departamentos,…); • Locais exteriores envolventes da FEUP, compostos por locais públicos e algumas
instituições, nomeadamente o INESC-Porto e o FCDEF; • Locais exteriores não envolventes da FEUP, compostos por locais que por
determinado motivo mereceram ser avaliados. Inserem-se neste grupo a zona do
Monte da Virgem e um condomínio na baixa da cidade do Porto.
Os locais de medição pertencentes a cada um dos grupos acima mencionados foram
minuciosamente planeados numa primeira fase deste projecto. Os critérios adoptados são
enunciados de seguida.
8.1.1 Campus da FEUP e Locais Exteriores Envolventes da FEUP
Para as medições no campus da FEUP e nos exteriores envolventes da FEUP, como regra
geral os potenciais locais de medição deveriam satisfazer cumulativamente as seguintes
condições:
• Estar situado numa zona em que previsivelmente a exposição às radiações
electromagnéticas não fosse excessivamente baixa (excluem-se assim zonas
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
72
completamente rodeadas por edifícios cujos valor do campo eléctrico pouco
supera o nível de ruído);
• Estar situado numa zona cuja permanência ou fluxo de passagem de pessoas fosse
elevado (a medição no telhado do DEEC é uma excepção a esta regra);
Procurou-se ainda garantir que a totalidade dos locais medidos pudesse representar
globalmente as diversas zonas da FEUP e dos seus arredores.
Para as zonas efectivamente medidas, o resultado deve ser interpretado como sendo o
valor obtido no local dessa zona onde o campo é mais elevado. Por exemplo, o valor
apresentado para a radiação electromagnética no exterior da cantina da FEUP diz
respeito ao valor obtido num dado ponto do espaço circundante da cantina onde se
verificou que o campo eléctrico era mais intenso, após uma rápida investigação.
8.1.2 Locais Exteriores Não Envolventes da FEUP
Os locais deste grupo foram escolhidos por razões distintas. A zona do Monte da Virgem
permitiria, previsivelmente, obter valores elevados na banda da televisão analógica e do
rádio FM. Por outro lado, nas imediações próximas do condomínio no centro do Porto
encontrava-se uma estação base GSM e uma antena de uma estação de rádio FM, daí que
eram esperados valores de campo substanciais às frequências correspondentes.
8.2 Considerações sobre a Apresentação dos Resultados
Para cada um dos locais avaliados serão apresentados os valores obtidos nas medições
dos tipos 2 e 3, já descritos no capítulo 5. Assim, para as medidas do tipo 2 será
apresentado:
• O coeficiente de exposição global (fracção da densidade de potência total
permitida que foi verificada num dado local) e o seu análogo em termos do campo
eléctrico (fracção do campo eléctrico total permitido que foi verificado num dado
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
73
local). Os resultados são expressos em o/oo (partes por mil). Estes valores são
relacionáveis entre si, podendo o coeficiente de exposição global (por definição
em densidade de potência) ser obtido elevando ao quadrado o quociente em
termos de campo eléctrico e dividindo no final por 1000 (necessário uma vez que
um valor expresso em o/oo elevado ao quadrado, dará um valor expresso em
partes por milhão. A divisão por 1000 converte o valor novamente para partes por
mil);
• A contribuição dos serviços mais importantes para o coeficiente de exposição
global (como já foi referido anteriormente o coeficiente de exposição global pode
ser decomposto num somatório de coeficientes de exposição selectivos referentes
aos diversos serviços activos num dado local). É, contudo, importante estar ciente
que apenas para o coeficiente de exposição (ou seja, em termos de densidade de
potência), as várias componentes individuais se podem somar directamente para
obter o quociente global. No caso do campo eléctrico o valor global obtém-se
através da raiz quadrada da soma dos quadrados das suas componentes
individuais.
Para a medição do tipo 3 (avaliação individual de estações base do GSM900), uma
questão em aberto era saber qual o número de frequências admitidos na extrapolação para
máximo tráfego (o número de frequências atribuídas a uma dada estação base não é uma
informação tornada pública de livre vontade por parte do operador a que esta pertence). O
número de frequências usado neste trabalho é de 5 (cinco), tendo sido seguido o seguinte
raciocínio: o sistema GSM900 possui 124 canais, distribuídos pelos três operadores em
Portugal. Pelas licenças destes é possível verificar que a todos foram atribuídas 40
frequências. É sabido que a configuração de cobertura espacial pelas estações base usada
pelos operadores se baseia em aglomerados (clusters) de 7 células, repetindo-se o padrão
ao longo da área geográfica coberta (ver secção 2.2.1). Tal significa que em cada célula
do cluster são usados, em média, um número de frequências algures entre 5 e 6. Contudo,
não é obrigatório que dentro de cada cluster todas as 40 frequências sejam usadas. Tal
dependerá do tráfego previsto para a zona coberta. Assim sendo, a maioria das estações
base deverá ter 4 ou 5 frequências atribuídas, o que se pôde comprovar por uma pequena
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
74
amostra a que os autores tiveram acesso. Numa extrapolação para máximo tráfego, há
naturalmente que considerar o pior cenário (se este cumprir as normas, então qualquer
outro cenário mais favorável as cumprirá igualmente). Foram então consideradas 5
frequências por estação base, traduzindo-se este número num factor de extrapolação em
termos de intensidade do campo eléctrico de �5.
Relembra-se que todos os valores, independentemente do tipo de medida, são eficazes e
obtidos por média ao longo de 6 minutos, conforme explicitado nas normas.
8.3 Resultados de Medição Obtidos na FEUP
Átrio Biblioteca / Parque dos Alunos
Local de medição rodeado por várias estações base, algumas delas em linha de vista. A
distância da estação base mais próxima do local de medição (figura 8.1) é ainda assim
estimada em mais de 250 metros. As restantes estão aproximadamente equidistantes em
relação ao local de medição (distâncias superiores a 400 metros), pelo que a contribuição
destas últimas não deverá ser substancial (teoricamente).
Figura 8.1 – Local de Medição no Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
75
Medida Tipo 2
Átrio Biblioteca / Parque dos Alunos
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 15.49 0.240
Selectivo
GSM 900 4.88 0.0238
GSM 1800 2.71 0.0074
UMTS 1.29 0.0017
Tabela 8.1 – Medida do tipo 2 – Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos
Medida Tipo 3
Átrio Biblioteca / Parque dos Alunos
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
955.6 0.0746 0.167 252.0
Tabela 8.2 – Medida do tipo 3 – Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos
Biblioteca 4º Piso
Local com uma estação base em linha de vista a uma distância de cerca de 200 metros. O
ponto de medição está a uma cota ligeiramente inferior à altura da antena, devendo por
isso ser atingido pelo lóbulo principal do diagrama de radiação. Entre o local de medição
e a antena está entreposto um vidro simples (factor de atenuação do sinal).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
76
Figura 8.2 – Local de medição na Biblioteca 4º Piso
Medida Tipo 2
Biblioteca 4º Piso
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 18.32 0.3355
Selectivo
GSM 900 2.80 0.0079
GSM 1800 2.54 0.0064
UMTS 0.80 0.0006
Tabela 8.3 – Medida do tipo 2 – Biblioteca 4º Piso
Medida Tipo 3
Biblioteca 4º Piso
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
943.6 0.0637 0.142 295.1
Tabela 8.4 – Medida do tipo 3 – Biblioteca 4º Piso
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
77
B333 – Sala de Aula
Local rodeado por várias antenas, mas apenas uma se encontra em linha de vista. Para
atingir o local de medição os sinais recebidos têm de atravessar vidro ou paredes de
cimento, consoante a origem destes.
Figura 8.3 – Local de medição na Sala B333
Medida Tipo 2
Sala B333
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 16.08 0.2587
Selectivo
GSM 900 2.42 0.0059
GSM 1800 1.79 0.0032
UMTS 0.59 0.0003
Tabela 8.5 – Medida do tipo 2 – Sala B333
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
78
Medida Tipo 3
Sala B333
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
954.8 0.035 0.078 537.2
Tabela 8.6 – Medida do tipo 3 – Sala B333
Cantina FEUP
Local rodeado por árvores e pequenas casas que servem de protecção à radiação emitida
por uma estação base relativamente próxima (cerca de 150 metros).
Figura 8.4 – Local de Medição na Cantina da FEUP
Medida Tipo 2
Cantina da FEUP
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 14.59 0.2128
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
79
Selectivo
GSM 900 2.22 0.0049
GSM 1800 1.68 0.0028
UMTS 1.16 0.0013
Tabela 8.7 – Medida do tipo 2 – Cantina da FEUP
Medida Tipo 3
Cantina da FEUP
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
935.2 0.0311 0.070 604.5
Tabela 8.8 – Medida do tipo 3 – Cantina da FEUP
Corredor Edifício B – Piso 1
Local cuja configuração é muito semelhante à da sala B333. A radiação recebida é
refractada no vidro e nas paredes de cimento existentes.
Figura 8.5 – Local de Medição no Corredor do Edifício B
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
80
Medida Tipo 2
Corredor Edifício B
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 16.68 0.2782
Selectivo
GSM 900 3.95 0.0156
GSM 1800 1.35 0.0018
Tabela 8.9 – Medida do tipo 2 – Corredor Edifício B
Medida Tipo 3
Corredor Edifício B
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
943.6 0.0651 0.146 288.8
Tabela 8.10 – Medida do tipo 3 – Corredor Edifício B
Entrada da FEUP
Local próximo de várias estações base instaladas no topo do FCDEF (cerca de 100
metros de distância). Não existem quaisquer obstáculos físicos entre as antenas e o ponto
de medição.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
81
Figura 8.6 – Local de Medição na Entrada da FEUP
Medida Tipo 2
Entrada da FEUP
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 53.41 2.8531
Selectivo
GSM 900 51.32 2.6341
GSM 1800 1.64 0.0027
UMTS 16.40 0.2690
Tabela 8.11 – Medida do tipo 2 – Entrada da FEUP
Medida Tipo 3
Entrada da FEUP
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
956.6 1.011 2.261 18.6
Tabela 8.12 – Medida do tipo 3 – Entrada da FEUP
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
82
Parque dos Professores – FEUP
Local com incidência directa da radiação emitida pelas diversas antenas instaladas no
topo do FCDEF. A distância entre as estações base e o ponto de medição ronda os 50
metros. Além de não existir qualquer obstáculo entre as antenas emissora e receptora, o
ponto de medição estará previsivelmente nos lóbulos principais dos diagramas de
radiação de algumas das antenas lá instaladas.
Figura 8.7 – Local de Medição no Parque dos Professores da FEUP
Medida Tipo 2
Parque dos Professores da FEUP
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 88.62 7.8543
Selectivo
GSM 900 79.66 6.3455
GSM 1800 2.80 0.0079
UMTS 9.57 0.0917
Tabela 8.13 – Medida do tipo 2 – Parque dos Professores da FEUP
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
83
Medida Tipo 3
Parque dos Professores da FEUP
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
946.4 2.308 5.160 8.1
Tabela 8.14 – Medida do tipo 3 – Parque dos Professores da FEUP
Parque dos Professores – FEUP (Procedimento de Optimização)
O resultado obtido para o campo eléctrico no Parque dos Professores (2.308 V/m), cuja
extrapolação para máximo tráfego resulta em 5.160 V/m, é realmente um valor bastante
elevado, nunca tendo sido medido um resultado semelhante para o GSM em qualquer
outro lugar, desde que o equipamento foi adquirido pela FEUP. Por esse motivo
justificou-se uma análise rigorosa do local, procurando explicitamente o local sujeito à
máxima radiação electromagnética. Para tal, utilizando o analisador de espectro centrado
na frequência do canal BCCH (946.4 MHz) com um span de 400 KHz (dobro da largura
do canal), usando o modo de detecção de pico e o traço do analisador em Max-Hold, toda
a zona em frente às antenas do FCDEF foi percorrida tentando encontrar o máximo
absoluto (a vantagem de ter o traço do analisador de espectro em Max-Hold é que este
apenas mostra actividade no ecrã se a intensidade de campo num determinado local for
superior às intensidades medidas em todos os locais avaliados até então, facilitando assim
a determinação do máximo). Durante este procedimento, a antena teve de ser
ciclicamente rodada de forma manual (repare-se que como nenhum pacote estava a ser
executado nesta análise, a comutação automática de eixos não era realizada), alterando
assim sucessivamente a orientação entre a antena e emissora e o eixo activo por defeito
na antena de três eixos (se tal não fosse feito, o que poderia acontecer era que se a antena
emissora estivesse perpendicular à antena receptora, o valor obtido por medição seria
nulo, independentemente da potência efectivamente emitida pela estação base).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
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Depois de algumas horas nesta investigação que cobriu uma área aproximada de 50 por
50 metros (2500 m2), verificou-se que, curiosamente, o ponto de máximo distava de
apenas 2 ou 3 metros do ponto de medição original (figura 8.8). Nesse ponto foi obtido o
máximo absoluto de -15.5 dBm (figura 8.9).
As medições neste local optimizado foram então efectuadas.
Figura 8.8 – Ponto de máximo absoluto em toda a área frontal da FEUP
Figura 8.9 – Espectro do canal BCCH (946.8 MHz) no ponto de máximo absoluto
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
85
Medida Tipo 2
Parque dos Professores da FEUP (OPTIMIZADO)
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 104.48 10.92
Selectivo
GSM 900 104.26 10.87
Tabela 8.15 – Medida do tipo 2 – Parque dos Professores da FEUP (OPTIMIZADO)
Medida Tipo 3
Parque dos Professores da FEUP (OPTIMIZADO)
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
946.4 2.996 6.699 6.3
Tabela 8.16 – Medida do tipo 3 – Parque dos Professores da FEUP (OPTIMIZADO)
Convém reparar que neste caso optimizado o campo permitido é apenas 6.3 vezes
superior àquele determinado, o que significa que em termos de densidade de potência a
relação será o quadrado deste número (39.7). Este valor é inferior ao nível de decisão de
17 dB (50 vezes em potência). Como tal, num procedimento de medição oficial seria
exigido a execução de mais duas medições a 1.1 e 1.7 metros de altura, fazendo no final a
média espacial entre os três valores obtidos (1.1 , 1.5 e 1.7 metros). Por questões
logísticas tal não foi realizado (é necessário que a antena esteja estável durante uma
medição de 6 minutos, o que não foi possível garantir uma vez que o tripé não permite
medições a 1,7 metros de altura. Exclui-se a solução de ser uma pessoa a segurar a
antena, já que tal influenciaria negativamente os resultados). De qualquer das formas, a
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86
razão fundamental pela qual este nível de decisão existe é para garantir que, caso a
medição a 1.5 metros de altura esteja muito perto do limite, as alturas 1.1 e 1.7 metros
sejam também avaliadas por segurança (estas 3 alturas cobrem as dimensões de pessoas
de diferentes idades e estaturas). Como neste caso o limite não está assim tão próximo,
crê-se que estas medidas não se revelarão cruciais.
Terraço do DEEC
Local situado a uma cota superior à maioria das estações base circundantes. Devido à
altura a que se situa este local a recepção de rádio e televisão analógicos é também
superior comparativamente ao que se verifica ao nível do solo. Contudo, o nível destes
sinais não é assim tão significativo ao ponto de se justificar a execução dos pacotes de
medição de FM e VHF/UHF.
Figura 8.10 – Local de Medição no Terraço do DEEC
Medida Tipo 2
Terraço do DEEC
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 23.33 0.5443
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87
Selectivo
GSM 900 12.53 0.1569
GSM 1800 3.32 0.011
UMTS 3.11 0.0097
Tabela 8.17 – Medida do tipo 2 – Terraço do DEEC
Medida Tipo 3
Terraço do DEEC
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
X �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
956.6 0.203 0.453 92.8
Tabela 8.18 – Medida do tipo 3 – Terraço do DEEC
8.4 Resultados de Medição Obtidos fora da FEUP
FCDEF – Entrada
Local que recebe sinal directamente das estações base instaladas no topo do edifício a que
pertence. Contudo, dada a proximidade excessiva (cerca de 30 metros), é muito provável
que o lóbulo de radiação principal passe acima do ponto de medição (relembra-se que,
tipicamente, a inclinação da direcção do máximo do diagrama de radiação das estações
base é apenas de 5º em relação ao plano horizontal).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
88
Figura 8.11 – Local de Medição no FCDEF
Medida Tipo 2
Entrada do FCDEF
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 46.65 2.1759
Selectivo
GSM 900 37.33 1.3935
UMTS 9.38 0.0880
Tabela 8.19 – Medida do tipo 2 – Entrada do FCDEF
Medida Tipo 3
Entrada do FCDEF
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
X �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
946.4 0.675 1.509 27.9
Tabela 8.20 – Medida do tipo 3 – Entrada do FCDEF
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89
INESC – Porto
Local próximo de uma estação base que se encontra em linha de vista com o ponto de
medição. Este local foi escolhido através de um compromisso: por um lado pretendia-se
garantir que o sinal fosse recebido tanto quanto possível directamente, isto é, sem ter de
atravessar paredes. Por outro, desejava-se efectuar a medição num local onde fosse
comum a passagem de pessoas (ver figura 8.12 – a antena encontra-se no passeio junto à
entrada).
Figura 8.12 – Local de Medição no INESC-Porto
Medida Tipo 2
INESC-Porto
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 18.49 0.3421
Selectivo
GSM 900 8.21 0.0674
GSM 1800 8.85 0.0782
UMTS 0.63 0.0004
Tabela 8.21 – Medida do tipo 2 – INESC-Porto
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Medida Tipo 3
INESC-Porto
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
936.8 0.175 0.391 107.5
Tabela 8.22 – Medida do tipo 3 – INESC-Porto
Monte da Virgem (local público ao nível do solo)
Local situado ao nível do solo nas imediações do transmissor do Monte da Virgem. No
entanto, dada a altura a que estas antenas estão colocadas, é um dado adquirido que o
lóbulo de radiação principal se situa bastante acima do local de medição. Emissores de
rádio (FM) e estações base GSM são perfeitamente visíveis no local, pelo que se justifica
neste local executar os pacotes de medição de FM, VHF/UHF (televisão analógica) e
GSM900 (não foi corrido o pacote GSM 1800, uma vez que se verificou que nesta zona
este serviço era inexistente).
Figura 8.13 – Local de Medição no Monte da Virgem (ao nível do solo)
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
91
Medida Tipo 2
Monte da Virgem (ao nível do solo)
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 70.28 4.9386
Selectivo
GSM 900 8.14 0.0663
UMTS 2.83 0.0080
TV VHF III 10.18 0.1037
TV UHF 12.30 0.1512
FM 63.98 4.0928
Tabela 8.23 – Medida do tipo 2 – Monte da Virgem (ao nível do solo)
Medida Tipo 3
Monte da Virgem (ao nível do solo)
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
936.4 0.221 0.494 85.1
Tabela 8.24 – Medida do tipo 3 – Monte da Virgem (ao nível do solo)
Monte da Virgem (Terraço do Edifício do Salvador Caetano)
Local nas imediações do ponto de medição anterior, mas agora a uma altura bastante
superior, ainda que não suficiente para estar no lóbulo principal da radiação emitida pelo
transmissor do Monte da Virgem. No local existiam ainda estações base GSM muito
próximas do local de medição (perto do limite do campo distante).
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
92
Figura 8.14 – Local de Medição no Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano)
Medida Tipo 2
Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano)
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 112.50 12.6554
Selectivo
GSM 900 64.94 4.2177
TV VHF III 12.25 0.1501
TV UHF 14.71 0.2165
FM 82.39 6.7881
Tabela 8.25 – Medida do tipo 2 – Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano)
Medida Tipo 3
Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano)
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
935.2 1.531 3.423 12.3
Tabela 8.26 – Medida do tipo 3 – Monte da Virgem (Terraço do Salvador Caetano)
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93
Condomínio St. Catarina (Porto)
Local nas imediações de uma estação base GSM a cerca de 150 metros de distância.
Dado tratar-se de um prédio, era praticamente certo que alguns dos andares estariam no
lóbulo de radiação principal. A uma distância de 300 metros existia ainda um emissor de
rádio FM. Foram feitas medições nas escadas do prédio ao nível do 2º piso (figura 8.15a
– notar que o tipo de vidro existente deverá causar uma atenuação superior à de um vidro
comum) e no interior de uma das habitações (figura 8.15b).
a) Escadas – 2º Piso b) Interior da Habitação – 2º Piso
Figura 8.15 – Local de Medição no Condomínio de Santa Catarina (Porto)
Medida Tipo 2 – Escadas 2º Piso
Condomínio Santa Catarina (Porto) – Escadas 2º Piso
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 40.20 1.6163
Selectivo
GSM 900 33.87 1.1469
Tabela 8.27 – Medida do tipo 2 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Escadas 2º Piso
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Medida Tipo 3 – Escadas 2º Piso
Condomínio Santa Catarina (Porto) - Escadas 2º Piso
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
938.4 0.897 2.006 21.0
Tabela 8.28 – Medida do tipo 3 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Escadas 2º Piso
Medida Tipo 2 – Interior da Habitação
Condomínio Santa Catarina (Porto) – Interior da Habitação
Medida Tipo 2
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Global
TOTAL 24.97 0.6233
Selectivo
GSM 900 17.87 0.3195
Tabela 8.29 – Medida do tipo 2 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Interior da
Habitação
Medida Tipo 3 – Interior da Habitação
Condomínio Santa Catarina (Porto) – Interior da Habitação
Medida Tipo 3 (GSM 900) Epermitido = 42.05 V/m
Frequência BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
x �5 (V/m)
E permitido / E extrapolado
938.4 0.466 1.042 40.4
Tabela 8.30 – Medida do tipo 3 – Condomínio Santa Catarina (Porto) – Interior da
Habitação
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
95
8.5 Análise de Resultados
Para ajudar à interpretação dos dados, tabelas e gráficos sintetizando os valores obtidos
em medições dos tipos 2 e 3 serão introduzidos sempre que for pertinente.
Medidas Tipo 2
Medidas Tipo 2
(Locais por ordem decrescente do coeficiente de exposição global)
LOCAL
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Monte da Virgem – Salvador Caetano 112.50 12.66
Parque Professores da FEUP (optimizado) 104.48 10.92
Parque Professores da FEUP 88.62 7.85
Monte da Virgem (ao nível do solo) 70.28 4.94
Entrada da FEUP 53.41 2.85
Entrada do FCDEF 46.65 2.18
Condomínio Santa Catarina – Escadas 40.20 1.62
Condomínio Santa Catarina – Habitação 24.97 0.62
Terraço do DEEC 23.33 0.54
INESC – Porto 18.49 0.34
Biblioteca 4º Piso 18.32 0.34
Corredor do Edifício B – 1º Piso 16.68 0.28
B333 – Sala de Aula 16.08 0.26
Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos 15.49 0.24
Cantina da FEUP 14.59 0.21
Tabela 8.31 – Resumo dos resultados obtidos em medidas do tipo 2
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
96
0
2
4
6
8
10
12
Coeficiente de Exposição
(o/oo)
Par
que
Pro
fess
ores
(opt
imiz
ado)
Par
que
Pro
fess
ores
Ent
rada
da
FEU
P
Terr
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Sal
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e
Can
tina
daFE
UP
Local da FEUP
Medidas Tipo 2 (Dentro da FEUP)
Figura 8.16 – Coeficientes de Exposição (medidas tipo 2) em Locais da FEUP
02468
101214
Coeficiente de Exposição
(o/oo)
Mo
nte
da
Vir
gem
–S
alva
do
rC
aeta
no
Mo
nte
da
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gem
(ao
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Hab
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o
INE
SC
–P
ort
o
Local
Medidas Tipo 2 (Fora da FEUP)
Figura 8.17 – Coeficientes de Exposição (medidas tipo 2) em Locais Fora da FEUP
Como já foi por várias vezes referido, numa medida do tipo 2 pretende-se basicamente
conhecer os coeficientes de exposição globais, ou seja, qual a fracção da densidade de
potência permitida em toda a banda em análise (neste caso de 80 MHz a 2.5 GHz) que é
verificada num dado local. Recorrendo à tabela 8.31, onde para todos os locais medidos
esses coeficientes se encontram dispostos por ordem decrescente, pode-se imediatamente
constatar que em qualquer dos casos se está bastante longe do limite. Na realidade,
mesmo no local onde o coeficiente de exposição é superior (Monte da Virgem – Edíficio
Salvador Caetano), o valor não vai além das 12.66 o/oo, ou seja, apenas 1.266 % do valor
máximo permitido foi medido nessa zona. No que diz respeito à maioria dos locais da
FEUP, onde o FM e as bandas de VHF e UHF em nada contribuem e o GSM não é muito
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
97
relevante (em termos absolutos), os coeficientes são ainda bastante menores. Uma análise
atenta da tabela permite concluir que nos locais no interior da FEUP (sala de aula,
corredor edifício B, biblioteca 4º piso, …) o coeficiente de exposição toma um valor
médio que ronda as 0.3 o/oo (300 partes por milhão), o que é efectivamente muito baixo.
Existe, contudo, uma excepção no exterior da FEUP (parque dos professores optimizado),
onde o coeficiente é de 10.92 o/oo. Repare-se que este valor, embora muito longe do
limite, é mais de 36 vezes superior à média verificada no interior da FEUP. O motivo
porque tal acontece está perfeitamente identificado e tornar-se-á claro muito brevemente.
Estes coeficientes de exposição global têm algumas limitações, essencialmente devido ao
facto de não permitirem por si só ficar a conhecer quais as fontes principais que para ele
contribuem, algo que, naturalmente, será fundamental em muitos casos. São para isso
necessários os coeficientes de exposição selectivos, que ajudam desde logo a ficar com
um panorama geral dos principais serviços que contribuem para o coeficiente global
obtido. A tabela 8.32 mostra o principal coeficiente individual (selectivo) em cada local.
Atente-se fundamentalmente aos dois primeiros locais (Monte da Virgem – Salvador
Caetano e Parque dos Professores da FEUP - optimizado).
Medidas Tipo 2
(Principal Contribuição Individual em cada Local)
LOCAL
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo)
Principal Contribuição
Individual
(o/oo) Monte da Virgem – Salvador Caetano 12.66 FM (6.79)
Parque Professores da FEUP (optimizado) 10.92 GSM 900 (10.87)
Parque Professores da FEUP 7.85 GSM 900 (6.35)
Monte da Virgem (ao nível do solo) 4.94 FM (4.09)
Entrada da FEUP 2.85 GSM 900 (2.63)
Entrada do FCDEF 2.18 GSM 900 (1.39)
Condomínio Santa Catarina – Escadas 1.62 GSM 900 (1.15)
Condomínio Santa Catarina – Habitação 0.62 GSM 900 (0.32)
Terraço do DEEC 0.54 GSM 900 (0.16)
INESC – Porto 0.34 GSM 1800 (0.078)
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
98
Biblioteca 4º Piso 0.34 GSM 900 (0.008)
Corredor do Edifício B – 1º Piso 0.28 GSM 900 (0.016)
B333 – Sala de Aula 0.26 GSM 900 (0.006)
Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos 0.24 GSM 900 (0.024)
Cantina da FEUP 0.21 GSM 900 (0.005)
Tabela 8.32 – Principal contribuição individual em cada local (coeficientes selectivos)
Esta tabela é paradigmática no que respeita à importância do conhecimento dos
coeficientes selectivos. No primeiro local (Monte da Virgem – Salvador Caetano),
embora o coeficiente global seja de 12.66 o/oo, o principal serviço na zona (FM)
contribui com apenas 6.79 o/oo (ou seja, este serviço contribui com 53.6 % para o valor
global). Por outro lado, no segundo local da tabela (Parque dos Professores da FEUP –
optimizado), para o coeficiente global de 10.92 o/oo o GSM contribui com 10.87 o/oo, ou
seja 99.5 %! Isto vem mostrar que um dado valor do coeficiente global tanto pode ter
origem numa única fonte a contribuir integralmente para este, como num enorme número
de fontes, cada uma delas a contribuir muito pouco em termos individuais. É o que
efectivamente sucede neste caso. Enquanto no parque da FEUP as antenas das estações
base no topo de FCDEF contribuem quase totalmente para o coeficiente global, já no
Salvador Caetano múltiplas fontes (estações FM, estações televisão VHF/UHF e GSM
900) têm uma contribuição não desprezável para este mesmo coeficiente. Assim sendo,
ao contrário do que seria intuitivo inicialmente, embora o coeficiente global no Salvador
Caetano seja superior ao do Parque dos Professores da FEUP, se fosse desejado fazer
uma medida do tipo 3 para avaliar uma estação base GSM de apenas uma das zonas, a
escolha recairia naquela nas imediações do Parque dos Professores da FEUP.
Fica assim também clarificada a questão referente ao motivo pelo qual o coeficiente de
exposição no exterior da FEUP (parque dos professores) é muito mais elevado no que a
média no interior da faculdade. O passo lógico neste momento será então avaliar a
estação base GSM no topo do FCDEF directamente (isto é, esquecendo todas as outras
fontes da zona). Para isso existem as medidas do tipo 3, cujos resultados para todos os
locais são apresentados de seguida.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
99
Medidas Tipo 3
Medidas Tipo 3 – GSM 900
(Locais por ordem decrescente do valor extrapolado para máximo tráfego)
Campo Máximo Permitido – 42.05 V/m
LOCAL
BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
(V/m)
E permitido / E extrapolado
Parque Professores da FEUP
(optimizado)
946.4 2.996 6.699 6.3
Parque Professores da FEUP 946.4 2.308 5.160 8.1
Monte da Virgem –
Salvador Caetano
935.2 1.531 3.423 12.3
Entrada da FEUP 956.6 1.011 2.261 18.6
Condomínio Santa Catarina –
Escadas
938.4 0.897 2.006 21.0
Entrada do FCDEF 946.4 0.675 1.509 27.9
Condomínio Santa Catarina –
Habitação
938.4 0.466 1.042 40.4
Monte da Virgem
(ao nível do solo)
936.4 0.221 0.494 85.1
Terraço do DEEC 956.6 0.203 0.453 92.8
INESC – Porto 936.8 0.175 0.391 107.5
Átrio da Biblioteca / Parque
dos Alunos
955.6 0.0746 0.167 252.0
Corredor do Edifício B – 1º
Piso
943.6 0.0651 0.146 288.8
Biblioteca 4º Piso 943.6 0.0637 0.142 295.1
B333 – Sala de Aula 954.8 0.035 0.078 537.2
Cantina da FEUP 935.2 0.0311 0.070 604.5
Tabela 8.33 – Resumo dos resultados obtidos em medidas do tipo 3
Partindo da tabela anterior, calcula-se agora a relação entre a densidade de potência
permitida e a densidade de potência extrapolada (quadrado da relação entre o campo
eléctrico permitido e campo eléctrico extrapolado). Na tabela 8.34, esta relação em dB
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
100
aparece propositadamente invertida de forma a tornar a interpretação do gráfico mais
intuitiva (figura 8.17).
Medidas Tipo 3 – GSM 900
(Cálculo de relações em potência partindo da tabela 8.33)
LOCAL
E permitido
/ E extrapolado
S permitido
/ S extrapolado
S extrapolado
/ S permitido (dB)
Parque Professores da FEUP
(optimizado)
6.3 39.7
-16.0
Parque Professores da FEUP 8.1 65.6 -18.2
Monte da Virgem – Salvador
Caetano
12.3 151.3 -21.8
Entrada da FEUP 18.6 346.0 -25.4
Condomínio Santa Catarina –
Escadas
21.0 441.0 -26.4
Entrada do FCDEF 27.9 778.4 -28.9
Condomínio Santa Catarina –
Habitação
40.4 1632.2 -32.1
Monte da Virgem
(ao nível do solo)
85.1 7242.0 -38.6
Terraço do DEEC 92.8 8611.8 -39.4
INESC – Porto 107.5 11556.3 -40.6
Átrio da Biblioteca / Parque
dos Alunos
252.0 63504.0 -48.0
Corredor do Edifício B – 1º
Piso
288.8 83405.4 -49.2
Biblioteca 4º Piso 295.1 87084.0 -49.4
B333 – Sala de Aula 537.2 288583.8 -54.6
Cantina da FEUP 604.5 365420.3 -55.6
Tabela 8.34 – Relações em termos de densidades de potência extrapolada e medida
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
101
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
-20,0
-10,0
0,0
S extrapolado / S permitido (dB)
Par
que
Pro
fess
ores
(opt
imiz
ado)
Par
que
Pro
fess
ores
Ent
rada
da
FEU
P
Terr
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C
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Cor
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B33
3 –
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/P
arqu
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luno
s
Can
tina
daFE
UP
Local da FEUP
Medidas Tipo 3 (Dentro da FEUP)
Figura 8.18 – Relação entre as densidades de potência extrapolada e permitida
(dentro da FEUP)
-45,0-40,0-35,0-30,0-25,0-20,0-15,0-10,0-5,00,0
S extrapolado / S permitido (dB)
Mon
te d
aV
irgem
–S
alva
dor
Cae
tano
Mon
te d
aV
irgem
(ao
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solo
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FCD
EF
Con
dom
ínio
San
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atar
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–E
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as
Con
dom
ínio
San
taC
atar
ina
–H
abita
ção
INE
SC
–P
orto
Local
Medidas Tipo 3 (Fora da FEUP)
Figura 8.19 – Relação entre as densidades de potência extrapolada e permitida
(fora da FEUP)
Numa medida do tipo 3 pretende-se avaliar uma estação base presente num dado local.
Relembrando o exposto num dos capítulos anteriores, o conceito desta medição resume-
se basicamente em identificar e medir o canal de controlo permanente BCCH (que
transmite sempre na potência máxima), e de seguida extrapolar para uma situação de
máximo tráfego (assumindo que todas as frequências da estação base estão activas e a
emitir para os limites da célula, transmitindo cada uma, nestas circunstâncias, uma
potência igual à do canal BCCH). Assim, a potência total (máxima) emitida pela estação
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
102
base será a potência do BCCH multiplicada pelo número de frequências que lhe estão
atribuídas (ou multiplicada pela raiz desse número em termos de campo eléctrico).
Analisando então os resultados obtidos, a tabela 8.33 dá desde logo a sensação que estes
valores do tipo 3 têm um impacto muito superior àqueles obtidos nas medidas de tipo 2.
Começando pelos valores mais baixos, é interessante de reparar que estes foram
encontrados em locais onde as condições de avaliação das estações base não são as mais
apropriadas, tais como os casos em que as estações base estavam excessivamente longe
(por exemplo, átrio da biblioteca) ou o sinal por elas emitido tivesse que atravessar vidro
e, principalmente, paredes (sala B333, corredor edifício B, …). Repare-se, no entanto,
que embora se diga que os locais atrás não são os mais favoráveis em termo de recepção
de sinal, estes são, em última instância, os que mais interessam avaliar, dada a
permanência de pessoas nestes sítios.
Uma situação que merece todo o realce (não só pelos valores excepcionalmente elevados,
mas também pela informação que dá sobre a forma como as antenas de estações base
radiam) tem lugar na zona frontal da FEUP, originada por uma das várias estações base
instaladas no topo do FCDEF (em linha de vista com a FEUP), cujo canal BCCH se
encontra no 946.4 MHz. No local avaliado mais próximo dessa antena (medição dentro
do próprio FCDEF), o campo extrapolado não foi além de 1.51 V/m, o que se traduz num
valor cerca de 28 vezes inferior ao permitido por lei. Isto porque, como já se referiu, as
antenas radiam num plano apenas alguns graus abaixo do plano horizontal. Por outro
lado, quando se mediu à entrada do parque da FEUP (relativamente perto do passeio da
rua) o valor da intensidade do campo eléctrico subiu para cerca de 6.70 V/m (resultado
extrapolado), o que significa um valor apenas 6.3 vezes abaixo do limite. Este local é,
sem dúvida, atingido pelo lóbulo principal do diagrama de radiação da antena.
Finalmente, quando se mediu na porta de entrada da FEUP, a intensidade do campo
desceu para um valor extrapolado de 1 V/m (correspondente a uma outra estação base no
topo do FCDEF com BCCH nos 956.6 MHz). Isto implica que a estação base original
tem ainda um valor inferior a este, pois em cada local apenas o canal BCCH mais intenso
é considerado.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
103
Dito isto, torna-se claro o compromisso ângulo/distância entre o ponto de medição e a
antena. Embora se saiba que ao reduzir a distância para metade, a potência aumenta para
o quádruplo, tal facto só se verificaria em qualquer direcção do espaço se a antena
radiasse de forma isotrópica, o que nunca acontece na realidade. Assim sendo, embora
seja algo irónico, as pessoas menos expostas às radiações electromagnéticas das estações
base no topo do FCDEF são as próprias pessoas dessa instituição. Pelo contrário, num
ponto específico do parque da FEUP (ainda assim pode-se dizer que felizmente não no
parque inteiro), o campo extrapolado encontra-se apenas 6.3 vezes abaixo do limite, o
que se traduz numa densidade de potência extrapolada 39.7 vezes abaixo do limite
(quadrado do campo extrapolado). Ainda que não seja do âmbito deste trabalho discutir a
validade dos limites prescritos nas normas, a verdade é que muitas dúvidas subsistem, de
tal forma que em Portugal a ANACOM tem encorajado as operadoras cujas estações base
radiem densidades de potência que não estejam pelo menos 50 vezes abaixo do limite, a
baixar a potência (diga-se de bom grado, que mesmo não sendo obrigado a fazê-lo, os
operadores têm aceite esse pedido).
No caso especifico das estações base do FCDEF, crê-se que o problema maior não estará
tanto na potência máxima radiada pelas antenas, mas sim a altura do solo a que estas
estão colocadas. O que acontece é que, como esta altura é tão baixa, o lóbulo de radiação
principal que se encontra inclinado para baixo cerca de 4 ou 5º em relação à horizontal
acaba por atingir o solo a uma distância mais curta do que sucederia com uma antena
colocada mais alta. Por outras palavras, como a distância percorrida pelo sinal até atingir
o solo é menor, menor é também a atenuação do espaço livre sofrido por este, causando
isso os valores elevados que se obtiveram.
Comparação de valores dentro e fora da FEUP (medidas tipo 3)
Nas medidas do tipo 2 apresentadas anteriormente, não fazia grande sentido comparar os
coeficientes globais médios determinados dentro e fora das instalações na FEUP (isto
porque algumas deslocações exteriores, como por exemplo ao Monte da Virgem, foram
efectuadas propositadamente porque se previa um coeficiente global elevado). A situação
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
104
é diferente nas medidas do tipo 3, uma vez que nestas o objectivo é avaliar uma única
estação base próxima do local de medição. Assim sendo, os locais no interior e no
exterior das instalações FEUP estão em circunstâncias razoavelmente semelhantes.
Convém, no entanto, reparar no seguinte:
• A amostra de valores, tanto dentro como fora da FEUP, é bastante reduzida, daí
que o significado estatístico das médias seja muito limitado;
• Algumas medições dentro da FEUP (como, por exemplo, no átrio da biblioteca),
estavam a avaliar uma estação base excessivamente longe do local de medição (no
caso superior a 250 metros), o que não é de todo a regra mais lógica para uma
medição do tipo 3. No exterior da FEUP esta situação nunca se verificou.
Tendo em mente as condições subjacentes à obtenção dos dados, apresentam-se então as
médias dos campos eléctricos medidos e extrapolados fora e dentro da FEUP (no que
respeita ao parque dos professores da FEUP, apenas o caso optimizado foi considerado
no cálculo da média).
Medidas Tipo 3 – GSM 900
(Valores médios dentro e fora da FEUP)
Campo Máximo Permitido – 42.05 V/m
LOCAIS
E medido
(V/m)
E extrapolado
(V/m)
E permitido / E extrapolado
S permitido / S extrapolado
Dentro da FEUP 12 0.56 1.25 33.6 1129.0
Fora da FEUP 13 0.66 1.48 28.4 806.6
Tabela 8.35 – Valores médios das medidas do tipo 3 dentro e fora da FEUP
12 Composto por locais interiores (cobertos) e exteriores (ao ar livre) 13 Composto por locais avaliados em deslocações realizadas para fora da FEUP, incluindo as instituições vizinhas
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
105
Uma vez apresentados todos os resultados obtidos, pode-se concluir que todos os locais
da FEUP (e também fora desta) cumprem totalmente as normas em vigor. No que diz
respeito a medidas do tipo 2, verificou-se que em todo e qualquer lugar avaliado se estava
muito longe do limite (basta reparar que no local com maior coeficiente de exposição
global encontrado, a densidade de potência em toda a banda era de apenas 1.266 % da
densidade de potência total permitida nessa mesma banda).
No que respeita a medidas do tipo 3, a mesma conclusão é válida. A maioria dos locais
avaliados apresenta intensidades de campo eléctrico algumas centenas de vezes abaixo do
limite, o que se traduz em valores dezenas ou centenas de milhar de vezes abaixo do
limite de densidade de potência. Existe, contudo, a realçar a situação muito particular da
zona à entrada da FEUP, cujos valores, embora respeitando as normas, estão
relativamente próximos dos limites. Infelizmente, devido ao facto desta ser uma
problemática bastante recente, o conhecimento actual não permite dizer com certeza
absoluta que os limites prescritos são os mais adequados. Assim sendo, existirá sempre
alguma indefinição sob os riscos reais dos valores obtidos por medição.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
106
9. Relatório de Medição
Neste capítulo os resultados obtidos no Parque dos Professores da FEUP (optimizado)
são apresentados segundo o formato oficial especificado na norma correspondente aos
procedimentos de medição.
9.1 Objectivos e Condicionantes
O objectivo desta medição é avaliar o nível de exposição à radiação electromagnética na
zona frontal da FEUP. São inicialmente realizadas medidas do tipo 2, de forma a
determinar qual a fracção da densidade de potência permitida que é verificada na zona, e
posteriormente medidas do tipo 3, de forma a avaliar directamente, entre todas as
estações base no topo do FCDEF, aquela cujo campo eléctrico gerado na situação de
máximo de tráfego é mais intenso.
A escolha do ponto específico de medição adveio de uma investigação rigorosa em toda a
zona frontal da FEUP, com vista à determinação do ponto do espaço localizado a 1,5
metros do solo cuja exposição à radiação electromagnética era máxima. O local
determinado encontra-se, muito previsivelmente, no lóbulo principal do diagrama de
radiação da antena.
9.2 Descrição do Local de Medição
Data Hora Início Hora Fim Temperatura
14-04-2005 15:00 17:30 12 ºC
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
107
Local de Medição
Parque de Estacionamento dos Professores - FEUP
Endereço do Local de Medição
Rua Dr. Roberto Frias s/n 4200-465 Porto Portugal
Coordenadas Geográficas
Latitude: 41º 11’ N Longitude : 8º 36’ W
Tipo de Instalação
Cenário: Urbano – Topo de Edifício Tipo de Célula: Macro célula
Descrição do Local de Medição
Local em linha de vista com as estações base, distanciadas de cerca de 70 metros
Flutuações no nível de sinal recebido são previsíveis devido ao tráfego automóvel na via localizada entre a antena e o ponto de medição
O nível de sinal recebido poderá ser sobrestimado com o parque automóvel cheio,
devido às múltiplas reflexões nas viaturas originadas nessas circunstâncias Fontes Visíveis
Vários emissores GSM e UMTS instalados no topo do edifício do FCDEF
Tabela 9.1 – Descrição do local de medição
Figura 9.1 – Fotografia do Local de Medição
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
108
9.3 Descrição dos Equipamentos de Medição
Antena 3 eixos
Número de Série
TAS – RS – 44 – 03 – 02B (100079)
Fabricante
ANTENNESSA / ROHDE & SCHWARZ
Tipo
TRI AXIS SENSOR
Faixa de Frequências de Calibração
30 MHz – 3 GHz
Incerteza de Medição na Amplitude
1.5 dB (IC a 95%)
Data da Última Calibração
04-11-2004
Tabela 9.2 – Características da Antena de 3 eixos
Analisador de Espectro
Número de Série
10 – 3000546.39 (101937)
Fabricante
ROHDE & SCHWARZ
Tipo
FSH3 – Spectrum Analyser
Faixa de Frequências de Calibração
100 kHz – 3GHz
Incerteza de Medição na Amplitude
< 1.5 dB (IC a 95%)
Data da Última Calibração
10 – 02 – 2004
Tabela 9.3 – Características do Analisador de Espectro
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
109
9.4 Incertezas de Medição
Fontes de
Incerteza
Valor
(%) Distribuição u (xi) ci
(ciu(xi))2
(%)
Factor da Antena
9.6
(0.80 dB)
Normal, k=1
0.096
1
0.922
Analisador de
Espectro
9.6
(0.80 dB)
Normal, k=1
0.096
1
0.922
Incerteza Combinada Normalizada (Intervalo de Confiança de 66%) � uc(y)
13.6
Incerteza Expandida (Intervalo de Confiança de 95 %) � ue(y)
26.7
Tabela 9.4 – Cálculo de Incertezas de medição
As incertezas combinadas (normalizada e expandida) consideradas na Tabela 9.4 são
calculadas segundo as seguintes expressões:
( )( )�=
=n
ixic i
ucyu1
2*)( (9.1)
ce uu *96.1= (9.2)
Os factores de incerteza considerados (erro dos factores da antena e erro de nível do
analisador de espectro) são especificados pelo fabricante e de discriminação obrigatória
num relatório de medição de acordo com a norma. A consideração de outros factores de
incerteza adicionais, como por exemplo o efeito da temperatura, ficam ao critério do
operador.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
110
9.5 Registo dos Resultados
Medida do Tipo 2
12
300
1 ,
21
100
≤��
�
�
��
�
�+�
�
���
���
>=
GHz
MHzi iL
iMHz
KHzi
i
EE
cE
(9.3)
Aplicando a inequação (9.3) ao conjunto de frequências avaliadas (entre 80 MHz e 2.5
GHz com um passo de 1 MHz), obteve-se o seguinte coeficiente de exposição global:
Coeficiente de Exposição Global (Determinado)
(o/oo)
10.92
Note-se, no entanto, que a componente da incerteza acima determinada (26.7 %) é
referida à amplitude, não à potência. Como tal há que afectar da incerteza o coeficiente
medido em termos da intensidade do campo eléctrico, que se obtém simplesmente
fazendo a raiz quadrada de (9.3), ou seja:
48.10410448.01000
92.10�= o/oo
Campo Eléctrico
(Determinado)
(o/oo)
Incerteza (%)
Campo Eléctrico
(Máximo)
(o/oo)
Campo Eléctrico
(Mínimo)
(o/oo)
104.48 26.7 132.38 76.58
Tabela 9.5 – Afectação da componente de incerteza ao coeficiente de exposição em
termos de campo eléctrico
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
111
A partir destes valores máximo e mínimo do campo eléctrico facilmente se obtém o
correspondente em termos de densidade de potência, ou seja, os coeficientes de exposição
global máximo e mínimo.
Tabela 9.6 – Afectação da componente de incerteza ao coeficiente de exposição global
É interessante notar que apenas no coeficiente de campo eléctrico o valor determinado na
medição é o ponto médio do intervalo definido pelos valores mínimo e máximo. Na
densidade de potência (coeficiente de exposição global) essa relação não se verifica, uma
vez que a variação da densidade de potência com o campo eléctrico é não-linear (segue
uma lei quadrática).
Medida do Tipo 3
emissoresControloCanal nEE _max = [V/m] (9.4)
Aplicando a equação (9.4) ao valor da intensidade do campo gerado pelo canal de
controlo BCCH, assumindo para tal que a estação base possui 5 (cinco) emissores,
obtém-se o valor do campo extrapolado para máximo tráfego.
Coeficiente de Exposição Global
(Determinado)
(o/oo)
Coeficiente de
Exposição Global
(Máximo)
(o/oo)
Coeficiente de
Exposição Global
(Mínimo)
(o/oo)
10.92 17.52 5.86
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
112
Frequência
BCCH
(MHz)
Campo
Eléctrico
Medido
(V/m)
Incerteza
(%)
Campo
Eléctrico
Máximo
(V/m)
Campo
Eléctrico
Mínimo
(V/m)
946.4 2.996 26.7 3.796 2.196
Tabela 9.7 – Afectação da incerteza ao campo eléctrico medido
Campo Eléctrico
Extrapolado
(V/m)
Campo
Eléctrico
Extrapolado
Máximo
(V/m)
Campo
Eléctrico
Extrapolado
Mínimo
(V/m)
E permitido
/
E extrapolado
(desfavorável)
E permitido
/
E extrapolado
(favorável)
6.699 8.488 4.910 4.95 8.56
Tabela 9.8 – Relações entre os campos permitido e extrapolado nos casos mais favorável
e mais desfavorável
S permitido
/
S extrapolado
(desfavorável)
S permitido
/
S extrapolado
(favorável)
24.50 73.27
Tabela 9.8 – Relações entre as densidades de potência permitida e extrapolada nos casos
mais favorável e mais desfavorável
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
113
9.6 Conclusão
Medida Tipo 2
O nível de exposição global no local avaliado encontra-se em conformidade com os
limites impostos pela Portaria n.º 1421/2004.
Medida Tipo 3
O campo eléctrico gerado pela estação base avaliada na situação de máximo tráfego
encontra-se em conformidade com os limites impostos pela Portaria n.º 1421/2004.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
114
10. Conclusão
A problemática dos potenciais efeitos nocivos da radiação electromagnética na saúde
humana tem centrado as atenções da comunidade científica nos últimos anos, resultando
este interesse num crescente número de estudos procurando compreender os efeitos
biológicos das conhecidas interacções entre campos electromagnéticos e corpos a eles
expostos. A importância destes estudos é deveras fundamental para o conhecimento
actual, uma vez que neles se suporta directamente a base biológica que determina a
necessidade de limitar a exposição à radiação.
Em Portugal, um passo importante foi dado muito recentemente (final de 2004) com a
transposição para a lei nacional das restrições básicas e níveis de referência contempladas
numa Recomendação do Conselho Europeu datada de 1999.
Dado o impacto na sociedade bem como a relevância actual das diversas questões que
rodeiam a exposição a campos electromagnéticos, aliado ao facto de, finalmente, também
em Portugal existir uma lei onde os limites a observar se encontram inequivocamente
explicitados, pensou-se que a realização de um estudo deste âmbito na FEUP e
consequente divulgação dos resultados traria um acréscimo de informação e segurança
aos milhares de indivíduos que diariamente frequentam as suas instalações.
Assim sendo, neste projecto avaliou-se com algum detalhe o nível de exposição a campos
electromagnéticos na FEUP (de acordo com o objectivo primordial estabelecido logo no
início), mas também em alguns locais exteriores, aumentado assim o grau de abrangência
das medidas realizadas.
Usando como equipamento de medição uma antena de três eixos, um analisador de
espectro e o software de controlo correspondente, em cada local avaliado foram
efectuadas medidas localizadas no tempo (6 minutos), obtendo-se no final deste período
um relatório de medição constando, entre outras coisas, o valor eficaz da intensidade do
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
115
campo eléctrico a cada uma das frequências consideradas. As operações de pós-
processamento sobre o relatório de medição automaticamente gerado são dependentes do
tipo de medição em questão.
Nas medições do tipo 2 (Varrimento da Faixa de Frequências), pretendeu-se conhecer
qual a fracção da densidade de potência total permitida numa dada banda que se
observava num dado local, usando para tal a expressão:
12
300
1 ,
21
100
≤��
�
�
��
�
�+�
�
���
���
>=
GHz
MHzi iL
iMHz
KHzi
i
EE
cE
(10.1)
, onde Ei é a intensidade medida do campo eléctrico à frequências i, EL,i é o nível de
referência prescrito para o campo eléctrico à frequência i e a constante c vale 87/f ½ V/m.
Repare-se que uma vez que na prática a gama máxima de frequências passível de ser
medida se encontra entre 80 MHz e 2.5 GHz, apenas a segunda parcela da expressão
(10.1) tem significado neste trabalho. Obtiveram-se então os resultados apresentados nas
tabelas 10.1 e 10.2, considerando, respectivamente, locais pertencentes à FEUP e locais
exteriores a esta.
Medidas Tipo 2
(Locais por ordem decrescente do coeficiente de exposição global)
LOCAL DA FEUP
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Parque Professores da FEUP (optimizado) 104.48 10.92
Parque Professores da FEUP 88.62 7.85
Entrada da FEUP 53.41 2.85
Terraço do DEEC 23.33 0.54
Biblioteca 4º Piso 18.32 0.34
Corredor do Edifício B – 1º Piso 16.68 0.28
B333 – Sala de Aula 16.08 0.26
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
116
Átrio da Biblioteca / Parque dos Alunos 15.49 0.24
Cantina da FEUP 14.59 0.21
Tabela 10.1 – Coeficientes de exposição global em locais da FEUP
Medidas Tipo 2
(Locais por ordem decrescente do coeficiente de exposição global)
LOCAL EXTERIOR À FEUP
Campo Eléctrico
(o/oo)
Densidade de Potência
(coeficiente de exposição)
(o/oo) Monte da Virgem – Salvador Caetano 112.50 12.66
Monte da Virgem (ao nível do solo) 70.28 4.94
Entrada do FCDEF 46.65 2.18
Condomínio Santa Catarina – Escadas 40.20 1.62
Condomínio Santa Catarina – Habitação 24.97 0.62
INESC – Porto 18.49 0.34
Tabela 10.2 – Coeficientes de exposição global em locais fora da FEUP
Uma análise das tabelas 10.1 e 10.2 permite concluir que todos os locais avaliados,
dentro ou fora da FEUP, se encontram bastante abaixo do limite permitido. No que
respeita às instalações da FEUP, os níveis de exposição têm alguma expressão apenas na
zona frontal da instituição, especialmente no parque dos professores, com 10.92 o/oo
(ainda assim pouco mais da centésima parte do limite), sendo que o GSM contribui quase
integralmente para este valor.
Fora da FEUP, o terraço do Salvador Caetano situado na zona do Monte da Virgem
destaca-se claramente em relação aos restantes locais (coeficiente de exposição de 12.66
o/oo). É interessante notar que, ao contrário do que sucede na FEUP onde apenas
praticamente o GSM contribui para a exposição global, no Salvador Caetano vários
serviços (FM, VHF/UHF, GSM) contribuem para o coeficiente apresentado.
Projecto Final de Curso – 2004/2005 Avaliação dos Níveis de Exposição a Campos Electromagnéticos na FEUP
117
No que respeita a medidas do tipo 3 (Investigação Detalhada), começou-se por identificar
em cada local a estação base GSM cujo canal de controlo BCCH gerasse uma maior
intensidade de campo eléctrico. Seguidamente, partindo do pressuposto que a cada
estação base estão alocadas 5 (cinco) frequências, o campo por estas gerado na situação
de máximo tráfego foi calculado através de:
emissoresControloCanal nEE _max = [V/m] (10.2)
Em cada um dos locais avaliados, o valor obtido para o campo extrapolado foi então
comparado com o limite mais restrito na banda do GSM, que vale aproximadamente
42.05 V/m. Nas tabelas 10.3 e 10.4 apresentam-se os resultados obtidos, respectivamente,
dentro e fora da FEUP.
Medidas Tipo 3 – GSM 900
(Locais por ordem decrescente do valor extrapolado para máximo tráfego)
Campo Máximo Permitido – 42.05 V/m
LOCAL DA FEUP
BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
(V/m)
E permitido / E extrapolado
Parque Professores da FEUP
(optimizado)
946.4 2.996 6.699 6.3
Parque Professores da FEUP 946.4 2.308 5.160 8.1
Entrada da FEUP 956.6 1.011 2.261 18.6
Terraço do DEEC 956.6 0.203 0.453 92.8
Átrio da Biblioteca / Parque
dos Alunos
955.6 0.0746 0.167 252.0
Corredor do Edifício B – 1º
Piso
943.6 0.0651 0.146 288.8
Biblioteca 4º Piso 943.6 0.0637 0.142 295.1
B333 – Sala de Aula 954.8 0.035 0.078 537.2
Cantina da FEUP 935.2 0.0311 0.070 604.5
Tabela 10.3 – Medidas tipo 3 dentro da FEUP
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Medidas Tipo 3 – GSM 900
(Locais por ordem decrescente do valor extrapolado para máximo tráfego)
Campo Máximo Permitido – 42.05 V/m
LOCAL FORA DA FEUP BCCH
(MHz)
E medido
(V/m)
E extrapolado
(V/m)
E permitido / E extrapolado
Monte da Virgem –
Salvador Caetano
935.2 1.531 3.423 12.3
Condomínio Santa Catarina –
Escadas
938.4 0.897 2.006 21.0
Entrada do FCDEF 946.4 0.675 1.509 27.9
Condomínio Santa Catarina –
Habitação
938.4 0.466 1.042 40.4
Monte da Virgem
(ao nível do solo)
936.4 0.221 0.494 85.1
INESC – Porto 936.8 0.175 0.391 107.5
Tabela 10.4 – Medidas tipo 3 fora da FEUP
Dentro da FEUP o destaque absoluto vai novamente para toda a zona frontal, muito
particularmente no Parque dos Professores. Na generalidade desta zona pôde-se verificar
que o nível do campo extrapolado é inferior ao permitido menos de dez vezes, o que é
uma relação muito baixa quando comparado com as zonas interiores, onde a evidência
mostra que tipicamente a relação entre o campo permitido e o extrapolado é de várias
centenas. De qualquer forma todos os valores medidos encontram-se dentro dos limites
prescritos, que no fundo é o que tem significado perante a norma.
É ainda interessante notar que não só os valores mais elevados foram medidos na FEUP,
como também os valores mais pequenos. Um pormenor a realçar é o facto de em todos os
interiores da FEUP (salas, biblioteca, corredor) o campo medido ser muito inferior ao
obtido no único local interior medido fora da FEUP (Condomínio de Santa Catarina –
Escadas e Habitação). A razão para tal deve-se certamente ao facto de a estação base
estar realmente muito próxima do condomínio, sendo o segundo andar do edifício
atingido pelo lóbulo de radiação principal (apenas atenuado por um vidro). Esta situação
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não acontece nos interiores da FEUP, onde na esmagadora maioria das vezes os locais se
encontram excessivamente longe da estação base e/ou em condições de recepção de sinal
muito desfavoráveis (atenuações enormes sofridas nas paredes de cimento).
Comentário Final
Através de todos os dados obtidos pode-se então concluir que, à luz do conhecimento
actual, o nível de radiações electromagnéticas a que a FEUP está sujeita não representará
riscos imediatos para a saúde da sua comunidade. No entanto, o bom senso obrigará
sempre a encarar com algumas reservas a afirmação acima. Isto porque este trabalho, à
semelhança de outros projectos nacionais (dos quais o já referenciado monIT é
provavelmente o expoente máximo), é feito numa perspectiva de engenharia, ou seja,
parte do pressuposto que os limites nas normas são verosímeis, representando fielmente a
fronteira a partir do qual há risco real para a saúde. No entanto, a forma como os valores
limite das normas foram determinados tem gerado alguma desconfiança, essencialmente
devido a um ponto bastante obscuro que deve ser referido. Acontece que os estudos
científicos nos quais os limites de exposição estão suportados encaram a exposição numa
base quase estática, ou seja, procuram meramente determinar um valor médio de
exposição a partir do qual os efeitos nocivos serão visíveis em cerca de apenas 30
minutos. Por outras palavras, os estudos não têm em consideração os potenciais efeitos
cumulativos da exposição à radiação continuamente ao longo dos anos. Assim sendo, a
forma encontrada nas normas para proteger implicitamente as pessoas de danos
resultantes da exposição a longo prazo foi aplicar um factor de segurança de 50.
Exemplificando este conceito, considere-se, por exemplo, a banda do GSM. Nesse
conjunto de frequências a restrição básica adequada é a SAR, como já foi referido no
capítulo 3. Estudos realizados mostraram que uma SAR inferior a 4 W/Kg preveniria os
efeitos maléficos imediatos, isto é, o aquecimento dos tecidos resultante da absorção da
energia do campo electromagnético. Dividindo pelo factor de segurança de 50 obtém-se
então 0.08 W/Kg, sendo este o valor prescrito pela norma. O que acontece é que o critério
que levou à escolha deste factor não é claro, nem tão pouco se sabe se é suficiente. Por
esse motivo esta é uma área da qual se sabe relativamente pouco, ainda em fase de
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maturação, de tal forma que as investigações subsequentes poderão determinar que os
limites de amanhã difiram daqueles considerados adequados nos dias de hoje.
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11. Bibliografia
[1] Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic and Electromagnetic
Fields (up to 300 GHz), ICNIRP, 1998.
(http://paginas.fe.up.pt/~ee00052/Guideline_ICNIRP.pdf)
[2] Adopção das Restrições Básicas e Fixação de Níveis de Referência à Exposição
Electromagnética, Portaria n.º 1421/2004, Diário da República –I Série B – N.º 275.
(http://paginas.fe.up.pt/~ee00052/Portaria_1421_2004.pdf)
[3] Procedimentos de Monitorização e Medição dos Níveis de Intensidade dos Campos
Electromagnéticos com Origem em Estações de Radiocomunicações, ANACOM, 2003.
(http://paginas.fe.up.pt/~ee00052/Regulamento_ANACOM.pdf)
[4] Mobile Telecommunication Base Stations – Exposure to Electromagnetic Fields, Short Term
Mission on Base Station Exposure, COST 244bis, 2001.
(http://www.cost281.org/activities/Short_term_mission.pdf)
[5] Projecto monIT, Instituto de Telecomunicações / Instituto Superior Técnico, Lisboa.
(http://www.lx.it.pt/monit)
[6] Correia, L.M. et al., Projecto monIT: Monitorização e Informação sobre Radiação
Electromagnética, Instituto de Telecomunicações / Instituto Superior Técnico, Lisboa, Nov. 2004
�http://193.136.221.5/item/docs/MONIT_Ext_Div_0078_03_ArtIngenium.pdf)
[7] Correia, L.M., Exposição a Radiação de Antenas Colocadas nos Topos de Edifícios, Actas
das VII Jornadas da Sociedade Portuguesa de Protecção contra Radiações, Lisboa, Nov. 2000.
(http://193.136.221.5/item/docs/SPPCR_VIIJornadas.pdf)
[8] Carpinteiro, G.; Correia, L.M.; Oliveira, C.; Exposição à Radiação Electromagnética de
Antenas de Estações Base de GSM e UMTS, Actas da IX Jornadas da Sociedade Portuguesa de
Protecção contra Radiações, Lisboa, Nov. 2002.
(http://193.136.221.5/item/docs/SPPCR_IXJornadas.pdf)
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[9] Carpinteiro, G.; Correia, L.M.; Fernandes, C.; Oliveira, C.; ABC das Ondas
Electromagnéticas, Projecto ITEM, Instituto de Telecomunicações / Instituto Superior Técnico,
Lisboa, Maio 2004.
(http://193.136.221.5/item/docs/ABC_OEM.pdf)
[10] Sistemas de Comunicações Móveis – Efeitos na Saúde Humana, Circular Informativa nº
68/DSA, Direcção-Geral da Saúde (DGS), Dez. 2004.
(http://www.dgsaude.pt/upload/membro.id/ficheiros/i006668.pdf)
[11] Schiller, J., Mobile Communications, Addison-Wesley, 2000.
[12] Foegelle, Michael D., A Statistical Approach to Measurement Uncertainty, EMC Test
Systems, Austin (TX) – United States, 1998.