Utilização do Espectro Radioelétrico Como é usado o espectro radioelétrico?

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1 Utilização do Espectro Radioelétrico Como é usado o espectro radioelétrico? Projeto FEUP 2013/2014 Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Armando Sousa J. N. Fidalgo Supervisor: Professor Sílvio Abrantes Equipa 1MIEEC04_4 Monitor: Denise Martins Estudantes & Autores: Emanuel Teixeira up @fe.up.pt João Mesquita up @fe.up.pt Sandro Magalhães up @fe.up.pt Sérgio Fernandes up @fe.up.pt Tiago Mendonça up @fe.up.pt

2 1. RESUMO Este relatório foi elaborado no âmbito da UC de Projeto FEUP e gira em torno de um tema bastante contemporâneo, o espectro radioelétrico, em particular, as aplicações atribuídas a esta gama de ondas eletromagnéticas. Desta forma, em primeiro lugar, procedeu-se ao levantamento dos aspetos históricos subjacentes ao tema, fazendo menção às personalidades responsáveis pela sua descoberta e utilização e ao processo evolutivo de quase um século. Posto isto, prosseguiu-se com o estudo da constituição do espectro, decompondo-o nas diversas gamas de frequências e analisando cada uma delas, com o intuito de abordar as características e o uso que lhes é atribuído. Seguidamente, procurou-se estabelecer uma relação de causalidade entre este tipo de radiações eletromagnéticas e possíveis problemas de saúde, embora infrutiferamente, uma vez que, tendo em conta a quantidade de radiação a que o ser humano está exposto diariamente, não se pode corroborar, cientificamente, a veracidade desta implicação. Por último, estudou-se também a gestão do espectro, nomeadamente o regulamento em vigor, estabelecido pela ANACOM em Portugal, que garante o funcionamento pleno deste utensílio mundial. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 2/31

3 2. PALAVRAS-CHAVE Espectro Radioelétrico Radiofrequência Bandas de frequência ANACOM Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 3/31

4 3. AGRADECIMENTOS Os elementos do grupo, tendo em conta a pertinência desta secção, desejam um agradecimento especial a todos os elementos exteriores que contribuíram, direta ou indiretamente, para a concretização deste projeto, em particular ao professor Sílvio Abrantes e à monitora Denise Martins, que forneceram as diretrizes necessárias à sua elaboração, demonstrando-se permanentemente prestáveis no esclarecimento de dúvidas. Por outro lado, agradece-se também a todos os elementos presentes nas palestras do Projeto FEUP, durante a semana de receção, que ilustraram a estrutura que deve ser adotada na conceção de um relatório técnico e o procedimento correto para o fazer. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 4/31

5 ÍNDICE 1. Resumo Palavras-Chave Agradecimentos Lista de figuras Lista de Siglas/Acrónimos Introdução Espectro Radioelétrico - História Constituição do Espectro Radioelétrico Frequências Muito Baixas (VLF) Frequências Baixas (LF) Aplicação das Ondas LF Frequências Médias (MF) Frequências Altas (HF) Propagação: Utilizações: Frequências Muito Altas (VHF) Frequências Ultra Altas (UHF) Aplicações das ondas eletromagnética da gama UHF Frequências Super Altas (SHF) Aplicações das ondas eletromagnéticas da banda SHF Frequências Extremamente Altas (EHF) Radiofrequência Vs Saúde Gestão do Espectro Radioelétrico - ANACOM Conclusões Referências bibliográficas Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 5/31

6 4. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Espectro Radioelétrico Figura 2 - Esquematização da modulação em amplitude Figura 3 - Rádio Sim (1251 khz - Porto) Figura 4 - Antena 1 (720 khz - Porto) Figura 5 - Tipos de propagação de ondas HF (onda celeste, onda direta e onda terrestre) Figura 6 Aplicações das ondas VHF Figura 7 Aplicações das ondas VHF (continuação) Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 6/31

7 5. LISTA DE SIGLAS/ACRÓNIMOS RF: Radiofrequência VLF: Very Low Frequency LF: Low Frequency MF: Medium Frequency HF: High Frequency VHF: Very High Frequency UHF: Ultra High Frequency SHF: Super High Frequency EHF: Extremely High Frequency LORAN: Long Range Navigation GPS: Global Positioning System FM: Frequency Modulation AM: Amplitude Modulation UIT: União Internacional de Telecomunicações TDT: Televisão Digital Terrestre TV: Televisão ANACOM: Autoridade Nacional de Comunicações Wi-Fi: Wireless Fidelity RADAR: Radio Detection And Ranging SAR: Specific Absorption Rate EMF: Electromagnetic Fields OMS: Organização Mundial de Saúde QNAF: Quadro Nacional de Atribuição de Frequências Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 7/31

8 6. INTRODUÇÃO O Projeto FEUP é uma unidade curricular (UC) transversal aos alunos do 1º ano que visa integrá-los na comunidade académica, desenvolvendo, em simultâneo, competências individuais de comunicação e de trabalho em grupo. Para cumprir estes objetivos, a UC propõe o estudo de um tema, Utilização do espectro radioelétrico, que culmina na realização de um relatório técnico, de um poster e de uma apresentação oral. Desta forma, para a consecução das metas mencionadas, realizar-se-á uma pesquisa diversificada de forma a responder à seguinte questão: Como é usado o espectro radioelétrico? Assim, ao longo do relatório, pretende-se não só uma abordagem histórica do espectro, a fim de explicitar os fundamentos associados à sua descoberta, mas também uma análise atual do mesmo, dando a conhecer a vasta gama de frequências que o constituem, intercalando com os usos atribuídos a cada uma delas. Por outro lado, aspira-se também ao estudo da gestão do espectro, de que forma ocorre e quem pode aceder a esta regalia, e as consequências para o bem-estar físico da civilização mundial que podem advir do seu uso no quotidiano. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 8/31

9 7. ESPECTRO RADIOELÉTRICO - HISTÓRIA Atualmente, o espectro radioelétrico é constituído por uma gama bem definida de radiações, caracterizadas por bandas de frequências específicas. Contudo, esta informação nem sempre foi tão simples e concreta. Antigamente, nomeadamente em finais do século XIX e início do século XX (data à qual remontam as primeiras experiências com ondas de rádio), o espectro radioelétrico tratava-se de um terreno científico bastante difuso e pouco conciso, de origem duvidosa. Guglielmo Marconi é considerado o pioneiro nesta área por ter demonstrado a sua existência ao estabelecer a primeira transmissão intercontinental via rádio, em 1901, embora tal existência tivesse sido afirmada anteriormente por James Clerk Maxwell, que propôs uma base teórica (conjunto de quatro equações) para a descrição da propagação de ondas eletromagnéticas, nas quais estão incluídas as ondas de radiofrequência (RF). A partir desse momento e após o reconhecimento da pertinência destas ondas para fins de telecomunicação, ocorreram, gradualmente, uma série de avanços que, ao fim de cerca de um século, permitem assegurar formas eficazes de comunicação, que incluem redes sem fios, diferentes tipos de comunicações móveis e mecanismos de radiodifusão. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 9/31

10 8. CONSTITUIÇÃO DO ESPECTRO RADIOELÉTRICO O espectro radioelétrico é constituído por ondas de radiofrequência, que correspondem a radiações do espectro eletromagnético com frequência situada entre os 3kHz e os 300GHz. As radiações constituintes são classificadas de acordo com o intervalo de frequências que ocupam: VLF (3-30 khz), LF ( khz), MF ( khz), HF (3-30 MHz), VHF ( MHz), UHF ( MHz), SHF (3-30 GHz), EHF ( GHz). Figura 1 - Espectro Radioelétrico 8.1. FREQUÊNCIAS MUITO BAIXAS (VLF) As frequências muito baixas (VLF Very low frequencies) são radiofrequências na gama dos 3kHz até aos 30kHz, cujo comprimento de onda varia entre os 10 e os 100 km. Devido a este elevado comprimento de onda, estas possuem a propriedade de difratar (isto é, contornar ) grandes obstáculos. Uma vantagem deste tipo de radiofrequências é a reduzida atenuação sofrida durante a sua propagação. No entanto, devido ao seu comprimento de onda, são necessárias antenas muito altas ou longas que são impossíveis de serem construídas. Assim, estas são, normalmente, de reduzidas dimensões, originando Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 10/31

11 uma grande quantidade de energia dissipada, que se reflete em problemas de transmissão. Estas frequências são usadas principalmente na comunicação entre submarinos perto da superfície e também para oferecer avisos ou pontos de referência, funcionando como uma espécie de farol para a navegação. Para além disto, estas radiações são também utilizadas nos detetores de metais, estando presentes na maioria dos detetores existentes na atualidade. As ondas VLF são ainda usadas na exploração mineral, uma vez que permitem conhecer a estrutura geológica dessas zonas e também identificar solo com alto nível de condução, o que pode indicar altas concentrações de sulfureto, que se encontra na constituição de vários minerais FREQUÊNCIAS BAIXAS (LF) As frequências baixas (LF Low frequencies) são uma banda de ondas de rádio que se situam na gama dos 30 khz até aos 300 khz. Os comprimentos destas ondas variam entre 1 e 10 km. Tal como as ondas VLF, as ondas LF conseguem contornar grandes obstáculos o que, combinado com a baixa atenuação do sinal, permite comunicações a longas distâncias. As ondas terrestres de baixa frequência têm um alcance de cerca de 2000 km desde a antena de transmissão APLICAÇÃO DAS ONDAS LF Estas ondas são muito utilizadas na navegação LORAN (Long Range Navigation Navegação de longa distância). Este sistema, baseado em ondas de baixa frequência, permite a navios e aviões (ou outros veículos aéreos) determinar a sua posição e velocidade. A versão mais recente da navegação LORAN é a LORAN-C, que usa ondas localizadas entre os 90 e os 110 khz no espectro radioelétrico. Este sistema foi usado por bastantes países europeus e também pelos Estados Unidos, Canadá e Japão. No entanto, este sistema (LORAN-C) está a tornar-se cada vez mais obsoleto (tendo já sido cessado o seu uso nos Estados Unidos e Canadá), devido ao uso crescente do GPS (que funciona através de ondas de frequências ultra altas UHF). Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 11/31

12 Também os sinais de rádio AM (modulação por amplitude) são transmitidas através deste tipo de ondas, na gama dos até aos khz na Europa e algumas partes da Ásia. Este tipo de modulação permite um maior alcance, mas a qualidade é reduzida quando comparada, por exemplo, às estações de rádio FM (modulação por frequência), que têm menor alcance, mas melhor qualidade. Estas são, no entanto, transmitidas através de ondas de frequências muito altas (VHF Very High Frequencies). Alguns relógios funcionam também através de ondas de baixa frequência, em que as ondas utilizadas se encontram na gama dos 40 aos 80 khz. Há um intervalo nesta gama destinado a estações de rádios amadoras ou experimentais, que se encontra entre os khz e os khz na Europa, Nova Zelândia e Canadá. Nos Estados Unidos, esta banda encontra-se entre os 160 khz e os 190 khz, denominando-se frequentemente por banda perdida. Militarmente, estas frequências são também usadas na comunicação entre submarinos (em que também são usadas as ondas de frequência muito baixa). As ondas na gama dos 50 khz são capazes de chegar aos 200metros de profundidade no oceano. Este tipo de ondas é muito usado nestas comunicações, maioritariamente, por países europeus. As ondas de baixa frequência podem também ser usadas na meteorologia. Por exemplo, ondas com frequência equivalente a khz pelo serviço Alemão de meteorologia FREQUÊNCIAS MÉDIAS (MF) As ondas de média frequência (MF Medium Frequency) situam-se entre os 300 khz e os 3 MHz. Esta banda de frequências é sobretudo usada na transmissão radio AM, radionavegação e comunicação entre navios e uma estação costeira. Uma parte do espectro das ondas MF está destinada à transmissão radio AM: em Portugal a banda do espectro eletromagnético destinada a esta transmissão situase entre os 526,5 khz e os 1606,5 khz. Para que a informação possa ser transmitida a partir de uma estação de radio AM, o sinal elétrico do som (obtido a partir de um Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 12/31

13 microfone, por exemplo) é usada para modular a amplitude da onda portadora que, posteriormente, é transmitida pela antena emissora da estação. Figura 2 - Esquematização da modulação em amplitude Depois de modulada a amplitude da onda transportadora através da imagem elétrica do sinal sonoro, o recetor retira aquela imagem da onda transportadora e a mesma é transformada de novo numa onda sonora por um altifalante. Exemplos de rádios portuguesas que emitem através da modulação em amplitude: Figura 3 - Rádio Sim (1251 khz - Porto) Figura 4 - Antena 1 (720 khz - Porto) 8.4. FREQUÊNCIAS ALTAS (HF) As ondas HF, também chamadas de ondas de alta frequência (3 MHz 30 MHz), permitem estabelecer comunicações de longa distância usando equipamentos relativamente simples e económicos dentro do próprio país, ou mesmo internacionalmente para áreas onde a estrutura de comunicação esteja degradada, devido a um desastre ou seja mesmo inexistente. Este tipo de ondas permitem conectar longas distâncias (na ordem dos milhares de km) sem a necessidade de implementação de ferramentas intermédias de repetição do sinal original, tal como acontece com as comunicações por satélite. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 13/31

14 PROPAGAÇÃO: A propagação das ondas HF, exceto para curtas distâncias (menores que 150 km), depende sobretudo da reflexão das ondas nas diferentes camadas da ionosfera. Neste tipo de ondas, é possível obter um longo alcance usando uma baixa potência, desde que seja utilizada uma frequência de transmissão adequada. A escolha da frequência a utilizar depende e deve ser influenciada por fatores como a hora do dia a que a transmissão está a ser efetuada, a estação do ano, o nível de atividade solar e localização da emissão. Frequência (MHz) Período do dia Características da receção Estação do ano Distância Dia Todas as estações Curta distância Noite Todas as estações Média distância Dia Todas as estações Curta distância Noite Todas as estações Longa e média distância Dia Todas as estações Curta distância Noite Todas as estações Longa e média distância Dia Todas as estações Longa e média distância Noite Todas as estações Longa e média distância Dia Todas as estações Média e curta distância Noite Primavera, Verão e Outono Longa e média distância Dia Todas as estações Longa e média distância Noite Primavera e verão Longa distância Dia Todas as estações Longa e média distância Noite Primavera e verão Longa distância Dia Todas as estações Longa distância Tabela 1 Condições ideais de transmissão das ondas HF 1 1 Campos, S. "Introdução à Propagação das Ondas de Rádio.", Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 14/31

15 Podemos agrupar os diferentes tipos de propagação das ondas de alta frequência em três grupos distintos: 1. Onda terrestre: propagam-se próximo do chão e percorrem distâncias curtas, cerca de 100 km sobre a terra e de 300 km sobre o mar. O alcance da onda depende de vários fatores, tais como a altura da antena emissora, a frequência da transmissão (para frequências acima dos 5 MHz a propagação deste tipo de ondas torna-se difícil), os tipos de solo, a existência de vegetação e o estado do terreno/mar. 2. Onda direta: é uma forma de propagação possível entre antenas visíveis entre si. Este tipo de propagação está normalmente restrita a bandas de frequência mais altas. 3. Ondas celeste: este tipo de ondas seguem em linha reta a partir da antena transmissora sendo, posteriormente, refletidas de volta para a Terra por uma camada eletricamente carregada conhecida como ionosfera. Este tipo de comunicação é possível durante a maior parte do dia para praticamente todo o mundo. Figura 5 - Tipos de propagação de ondas HF (onda celeste, onda direta e onda terrestre) Campos, S. " Propagação Ionosférica." From Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 15/31

16 UTILIZAÇÕES: Atualmente, a utilização do espectro na zona dos 3 MHz aos 30 MHz (ondas HF) é divido entre várias aplicações com fins militares e com fins comerciais. Mundialmente, a comunicação nesta banda de frequências é submetida a regulações da União Internacional de Telecomunicações (UIT): Os serviços definidos por esta organização mundial para o HF são: 1. Fixo Comunicação rádio entre dois pontos ficos específicos. 2. Móvel Comunicação rádio entre estações moveis, ou entre móveis e fixas. 3. Móvel Aeronáutico Comunicação rádio entre estações em terra e aeronaves, ou entre aeronaves. 4. Móvel Marítimo Comunicação rádio entre a estação costeira e os navios, ou entre navios. 5. Móvel terrestre Comunicação rádio entre a estação base e um rádio móvel terreste, ou entre rádios moveis. 6. Radiodifusão Comunicação radio para o público em geral. 7. Radioamador Comunicação radio amadora. 8. Frequências Padrão Transmissão radio de frequências específicas com elevada precisão para uso científico e técnico FREQUÊNCIAS MUITO ALTAS (VHF) As ondas de muito alta frequência (VHF - Very High Frequency) situam-se no espectro radioelétrico entre as ondas HF e UHF, tomando uma gama de frequências entre os 30 MHz e os 300 MHz e um comprimento de onda compreendido entre 1 metro e 10 metros. Estas ondas caracterizam-se pela sua capacidade de transmissão direta, isto é, elas são transmitidas diretamente do transmissor para o recetor, sem sofrerem fenómenos de reflexão, uma vez que não se refletem na ionosfera, contrariamente às Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 16/31

17 HF. Portanto, esta banda de frequências é comummente usada para as comunicações de curta distância, como para a rádio FM, as emissões de TV analógica, as estações terrestres móveis (usadas para comunicações de emergência e militares) e algumas comunicações marinhas e aeronáuticas. A rádio FM é a principal utilizadora das VHF e está confinada numa banda de frequências de 87,5 MHz a 108 MHz. I thought Armstrong would invent some kind of a filter to remove static from our AM radio. I didn't think he'd start a revolution start up a whole damn new industry to compete with RCA. (David Sarnoff, RCA President, quoted in Lessig 2004, 5) "Eu pensei que Armstrong iria inventar algum tipo de filtro para remover a estática da nossa rádio AM. Eu não pensei que ele iria começar uma revolução iniciar toda uma nova indústria maldita para competir com a RCA." (David Sarnoff, Presidente da RCA, quoted in Lessig 2004, 5) Contudo, em superfícies planas ou aquando da utilização de frequências mais baixas destas ondas, é possível sua utilização para as comunicações a longas distâncias, como as comunicações marítimas, permitindo a comunicação dos salvadores ou, até mesmo, dos navios e outras embarcações com os postos de controlo. Elas também são frequentemente utilizadas para a comunicação aérea, através de uma banda de frequências entre os 118 MHz e os 137MHz, permitindo o controlo do tráfego aéreo e da navegação aérea até uma distância de, aproximadamente, 100 km. Além disso, embora em menor quantidade, esta zona do espectro também é usada para outros tipos de telecomunicações, como por exemplo a TV analógica (em que são utilizadas mais comummente as onda UHF) ou, até mesmo, a rádio amadora. Portanto, as VHF têm várias utilizações, mas a sua maior usabilidade é nas comunicações de rádio FM - rádio local - e nas comunicações aéreas. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 17/31

18 Figura 6 Aplicações das ondas VHF Figura 7 Aplicações das ondas VHF (continuação) Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 18/31

19 8.6. FREQUÊNCIAS ULTRA ALTAS (UHF) UHF é a sigla do termo inglês Ultra High Frequency, que em português significa Frequência Ultra Alta e designa a banda de ondas de frequências compreendidas entre os 300MHz e os 3000MHz (3GHz), dividindo-se em duas gamas, a Banda-L (0.3GHz-2GHz) e a Banda-S (2GHz-3GHz). O comprimento destas ondas eletromagnéticas, por sua vez, varia entre 1 metro a 100 milímetros, e devido a isso designa-se também de Micro-Onda. Os principais mecanismos de propagação destas ondas são principalmente a Propagação em Linha de Vista ( Propagação na qual o emissor e o recetor pertencem a um campo livre de obstruções ), Difração, Reflexão e Tropodifusão ( Numa atmosfera turbulenta, o sinal refletido ou refratado por irregularidades na troposfera, atinge o recetor além do horizonte do transmissor ). Durante a propagação destas ondas, a atmosfera e o terreno provocam efeitos de refração, difração e obstrução pelo relevo e vegetação. Ondas eletromagnéticas com frequências pertencentes a esta banda são utilizadas para diversas finalidades, como a transmissão de sinais televisivos digitais e de algumas rádios, transcetores, Bluetooth e redes Wireless APLICAÇÕES DAS ONDAS ELETROMAGNÉTICA DA GAMA UHF Esta gama é vastamente utilizada para transmissões televisivas. Durante bastantes anos, a transmissão televisiva em Portugal era feita de forma analógica, mas com o desenvolvimento da tecnologia ao longo do tempo, foi possível melhorar a forma de como os sinais elétricos eram registados, armazenados e processados, como também a possibilidade da transmissão destes sinais na forma digital sob a forma de ondas eletromagnéticas de frequências ultra altas, tendo esta forma de transmissão de sinais televisivos digitais (TDT) substituído a antiga forma de transmissão de sinais televisivos analógicos. Atualmente, em Portugal, e segundo a ANACOM, as frequências destinadas à transmissão da Televisão Digital Terrestre são para o Continente ( MHz), para o Arquipélago da Madeira ( MHz) e para o Arquipélago dos Açores ( MHz; MHz; MHz; MHz; MHz). Outra das tecnologias onde são utilizadas ondas de frequências pertencentes à gama UHF é a tecnologia Bluetooth. Trata-se de uma tecnologia sem fios com baixo Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 19/31

20 consumo de energia, que permite transmitir dados entre dois dipositivos que possuam esta tecnologia e que se encontrem a curta distância. A frequência de rádio utilizada varia entre os 2,4 e os 2.5GHz, sendo a mais utilizada 2,45GHz. Esta frequência é a mais utilizada pela maioria dos dispositivos que possuam Bluetooth, pois esta tecnologia foi criada com o intuito de funcionar mundialmente. São inúmeros os dispositivos onde podemos encontrar esta tecnologia, como, por exemplo, em telemóveis, smartphones, computadores, ratos e teclados sem fios, impressoras, camaras fotográficas, entre outros. Outra das tecnologias sem fios, tal como a tecnologia Bluetooth, é a Wi-Fi, abreviatura de Wireless Fidelity, em português, fidelidade sem fios. As redes Wi-Fi funcionam através de ondas rádio, ondas estas que são transmitidas por meio de um router (aparelho que recebe os sinais, descodifica-os e os emite). Para que um dispositivo tenha acesso a estes sinais, terá de estar dentro de uma área limitada em torno deste router (Hotspot). Esta tecnologia funciona maioritariamente na frequência de 2,4GHz, frequência esta que pertence à banda UHF. As redes comunicações móveis também operam nesta banda de frequências (UHF), onde ocupam também uma vasta gama de frequências. Os primeiros sistemas de comunicação (1ª Geração) operavam sobretudo na gama dos 850MHz, tendo desde aí evoluído e, com isso, foi preciso aumentar a frequência onde estes sistemas operavam, tal que, mais tarde, já na 2ª Geração, estes sistemas passaram a operar na gama dos 900MHz e na 3ª Geração esta frequência aumentou para cerca de 1800MHz (1,8GHz) FREQUÊNCIAS SUPER ALTAS (SHF) SHF é a sigla para o termo inglês Super High Frequency, que em português significa Frequência Super Alta e designa a banda de frequências compreendidas entre 3GHz e 30GHz, esta banda de frequências é também denominada de banda centimétrica, uma vez que o seu comprimento de onda varia entre um e dez centímetros, denominando-se por isso uma Microonda. Estas ondas propagam-se através do mecanismo de propagação em linha de vista, mas, por vezes, conseguem penetrar de tal maneira certas construções que ainda são utilizáveis. Esta gama de Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 20/31

21 frequências é utilizada em transmissões de radar, Wireless LANs e comunicações por satélite APLICAÇÕES DAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS DA BANDA SHF A comunicação por satélite é utilizada para fins comerciais, militares, privados, experimentais e científicos. Através deste tipo de comunicação é possível fazer transmissões de sinais televisivos, é possível estabelecer comunicações móveis (Aeronáuticas, Marítimas e Terrestres), navegar e fazer observações da atmosfera e da Terra para fins meteorológicos e deteção remota. A banda de frequências deste tipo de comunicações varia entre os 3GHz e 30GHz. Outra das tecnologias que opera nesta gama (SHF) é a do Radar que provém do inglês Radio Detection And Ranging e que permite detetar objetos a longas distâncias. Esta tecnologia é utilizada na marinha para navegação, na aeronáutica, sobretudo no Controle e Vigilância do Tráfego Aéreo, no exército com fins militares que possibilitam, por exemplo, definir uma trajetórias de projéteis de longo alcance. Esta tecnologia também é usada para fins meteorológicos, onde é feita a monitorização das condições meteorológicas, o que pode, por exemplo, ser útil para as atividades agrícolas e aeronáuticas, entre outras. O radar também tem aplicações científicas e até no trânsito, onde esta tecnologia é utilizada para controlar a velocidade dos veículos FREQUÊNCIAS EXTREMAMENTE ALTAS (EHF) EFH é a sigla do termo inglês Extremely High Frequency, que em português significa Frequência Extremamente Alta e é a sigla utilizada para denominar ondas do espectro eletromagnético com frequências compreendidas entre os 30GHz e os 300GHz e com comprimentos de onde entre um e os dez milímetros, sendo portanto, a par das ondas UHF e SHF, denominadas de micro-ondas. Estas ondas propagamse através do mecanismo de propagação em linha de vista, mas sofrem geralmente atenuação por chuvas, absorção por gases ou obstruções por diferentes obstáculos que possam aparecer no seu caminho. Tecnologia Radar (já presente na gama frequências SHF anteriormente abordada) e comunicações via satélite, mas em fase Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 21/31

22 experimental, são duas das aplicações desta gama de frequências do espectro radioelétrico. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 22/31

23 9. RADIOFREQUÊNCIA VS SAÚDE Na atualidade, é notória a influência exercida pelas radiofrequências na vida humana diária, pelo que uma questão que se impõe pelo seu grau de importância é: Quais as implicações das radiações RF para o organismo humano?. No quotidiano, o ser humano encontra-se permanentemente envolvido por fontes emissoras de radiação RF, quer seja no seu ambiente de trabalho, quer seja no ambiente doméstico, pelo que estipulou-se uma grandeza designada por taxa de absorção específica (specific absorption rate, SAR) que traduz a quantidade de energia, em watts por quilograma (W/Kg), absorvida pelo corpo humano. A interação estabelecida entre as radiações RF e o organismo humano pode resultar em dois efeitos biológicos: efeito térmico e não térmico. Por um lado, a energia transportada pelas radiações pode gerar um efeito térmico, provocando o aumento da temperatura corporal, que, quando significativo, pode provocar lesões tecidulares irreversíveis nos diversos órgãos humanos. Porém, os níveis de radiação a que o organismo está exposto diariamente são bastantes inferiores aos necessários para gerarem danos nos tecidos, pelo que o aumento de temperatura que, eventualmente, possa ocorrer é inócuo e o calor produzido em excesso é de imediato dissipado pelos mecanismos biológicos de defesa. Por outro lado, os campos eletromagnéticos responsáveis pelas radiações RF também induzem correntes elétricas. Assim, o corpo humano, carregado eletricamente, é atravessado por essas correntes que, dependendo da sua intensidade, podem gerar a estimulação de nervos e músculos, rompendo o equilíbrio biológico existente no organismo (efeito não térmico). No entanto, tal se sucede apenas com correntes de elevada intensidade e, habitualmente, as que o organismo está sujeito são de reduzida intensidade, quando comparadas com as primeiras, sendo, consequentemente, o seu efeito sobre o organismo desprezável. Para além disto, existem também determinados estudos que foram realizados no sentido de examinar uma possível associação entre as radiações RF e a existência de determinadas doenças, nomeadamente cancro e cataratas. Contudo, as evidências encontradas não eram suficientemente consistentes para assegurar a existência de uma relação de causalidade entre as lesões oculares (cataratas) ou as Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 23/31

24 células tumorais (cancro) e as radiações RF, sendo, portanto, os trabalhos realizados inconclusivos. Os estudos referidos e muitos outros (que pretendem estabelecer pontes de ligação entre as radiações RF e certas doenças) têm sido realizados nos últimos anos no âmbito do Projeto Internacional EMF (electromagnetic fields) a fim de obter resposta para às dúvidas colocadas pela população mundial que receia que a exposição prolongada às radiações RF, cada vez mais presentes na sociedade, possa acarretar consequências danosas para o seu organismo num futuro próximo. O projeto foi concebido pela Organização Mundial de Saúde (OMS), em 1996, visando estudar as implicações da exposição humana às diversas radiações constituintes do espectro eletromagnético e, particularmente, também de espectro radioelétrico. Até ao momento, as investigações realizadas não permitem assegurar, indubitavelmente, a existência de uma relação direta entre a tecnologia de RF e algumas patologias clínicas, existindo apenas suspeitas que carecem, obviamente, de confirmação científica. Contudo, as investigações prosseguem, pelo que, a curto prazo, tais lacunas serão colmatadas, a fim de clarificar os possíveis danos provocados pelas radiações e tomar as devidas precauções, resguardando o bem-estar mundial. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 24/31

25 10. GESTÃO DO ESPECTRO RADIOELÉTRICO - ANACOM O espectro radioelétrico é constituído por uma gama bem definida de frequências que variam entre os 3 khz e os 300 GHz. Tais frequências são utilizadas, essencialmente, no ramo das telecomunicações por parte de entidades que necessitam de meios eficazes de transmissão de informação, isto é, formas eficientes de comunicação. Assim, a cada uma destas entidades é reservada uma pequena banda de frequências do espectro. Contudo, para que este processo seja praticado de forma correta e equitativa, é necessário a existência de uma organização que garanta a gestão, monitorização e atribuição das frequências constituintes do espectro radioelétrico. Em Portugal, essas funções são asseguradas pela Autoridade Nacional de Comunicações (ANACOM). Assim, a ANACOM publica periodicamente, de forma atualizada, o quadro nacional de atribuição de frequências (QNAF), estipulando as frequências atribuídas e as suas entidades responsáveis, de acordo com a porção de espectro disponível para atribuição e de forma a garantir a sua utilização eficiente e efetiva. Após essa distribuição, promove a monitorização/ fiscalização de cada gama de frequências, salvaguardando o uso adequado das mesmas, de acordo com a legislação em vigor, e a inexistência de interferências entre as diferentes bandas. O espectro radioelétrico é um recurso natural que se encontra ao serviço da comodidade da população mundial. Desta forma, a ANACOM procura realizar uma gestão vantajosa deste recurso limitado, visando maximizar todas as suas potencialidades e, consequentemente, os benefícios dos utilizadores. Para tal, em primeiro lugar, disponibiliza, em certas frequências, um acesso pleno a todos os consumidores, devidamente regulamentado, desde que a procura não se sobreponha a oferta de espectro disponível e, caso tal se verifique, recorre a um processo seletivo por intermédio de concursos ou leilões. Por outro lado, também oferece ao utilizador a possibilidade da transmissão ou locação de direitos de utilização (mercado secundário do espectro), embora de uma forma bastante restrita, com o intuito de evitar abusos de direitos e práticas anti competitivas e garantir a parcialidade das transações e a manutenção da qualidade do serviço. Contudo, neste último caso, o procedimento apenas é considerado legal quando previamente comunicado à ANACOM e declarado publicamente. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 25/31

26 Tendo em conta os aspetos referidos, é possível constatar que a ANACOM promove uma legislação, cuja premissa em que se baseia garante uma utilização vantajosa e eficiente do espectro radioelétrico, visando, permanentemente, a obtenção máxima de benefícios para o utilizador. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 26/31

27 11. CONCLUSÕES A realização do relatório técnico permitiu estabelecer certas convenções referentes ao espectro radioelétrico. Por um lado, constatou-se que o espectro radioelétrico é constituído por ondas eletromagnéticas cuja frequência oscila entre os 3 khz e os 300 GHz, sendo que dentro desta gama existem intervalos mais estreitos de frequências que determinam a classificação das radiações em diferentes tipos: VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF. As ondas presentes nestes intervalos são alvo de diversas utilizações (sendo as telecomunicações um ponto comum entre todas) que estão diretamente relacionadas com o comportamento de reflexão (nas diferentes camadas da atmosfera) e de difração (contornar obstáculos) das ondas, condicionado pelas suas propriedades (comprimento de onda, frequência, amplitude). Por outro lado, também se pode afirmar que, tendo em conta os níveis de radiação a que a sociedade é exposta diariamente (reduzidos quando comparados com os limites impostos), o espectro radioelétrico não exerce qualquer influência negativa sobre a saúde humana, existindo apenas alguns dados que denunciam uma hipotética associação entre a sua utilização e patologias clínicas, embora não comprovados cientificamente até ao presente. Por último, pode-se referir que o espectro radioelétrico, embora sendo um património mundial, necessita de ser regulamentado e monitorizado, no sentido de assegurar iguais oportunidades de acesso e evitar abusos de direitos. Para tal, em Portugal, existe a ANACOM, a entidade responsável pelo espectro, que controla a sua atribuição e utilização eficiente e efetiva. Em suma, é legítimo concluir que o espectro radioelétrico é um bem vital no mundo do século XXI, preponderante à sua manutenção e desenvolvimento e, mesmo que se procure contrabalançar os prós e os contras, retira-se que os segundos mostram-se irrisórios quando equiparados com a elevada dimensão de benefícios que este recurso natural proporciona. Espectro Radioelétrico - Como é utilizado? 27/31

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