Assumiu em 2002 um novo desafio profissional como empreendedor e Presidente do Teleco.

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1 SAR e Radiação de Terminais Celulares Este tutorial apresenta os conceitos básicos sobre SAR e os efeitos da radiação em terminais celulares. Eduardo Tude Engenheiro de Teleco (IME 78) e Mestre em Teleco (INPE 81) tendo atuado nas áreas de Redes Ópticas, Sistemas Celulares e Comunicações por Satélite. Ocupou várias posições de Direção em empresas de Teleco como VP de Operações da BMT, Diretor de Operações da Pegasus Telecom e Gerente de Planejamento Celular da Ericsson. Pioneiro no desenvolvimento de Satélites no Brasil (INPE), tem vasta experiência internacional, é detentor de uma patente na área e tem participado constantemente como palestrante em seminários. Assumiu em 2002 um novo desafio profissional como empreendedor e Presidente do Teleco. etude@teleco.com.br Categorias: Regulamentação, Telefonia Celular Nível: Introdutório Enfoque: Técnico Duração: 15 minutos Publicado em: 07/04/2003 1

2 SAR: Radiação em um sistema Celular Os sistemas wireless (sem fio) utilizam ondas eletromagnéticas para comunicação e tem provocado uma verdadeira revolução na sociedade com o Rádio, Televisão, Comunicações via Satélite e, mais recentemente, com os sistemas celulares que propiciam mobilidade às comunicações. Estes sistemas, que trazem tantos benefícios para a sociedade, aumentam no entanto a exposição do ser humano a ondas eletromagnéticas que se propagam pelo ar. A caracterização de uma quantidade excessiva de ondas eletromagnéticas como poluição já está em discussão. A radiação é a energia que se propaga de um ponto a outro e os seus efeitos variam com a freqüência. Os efeitos mais danosos da radiação ocorrem para freqüências maiores que 3 x 10 6 GHz. A denominada radiação ionizante produz mudanças moleculares e pode levar a danos no tecido biológico, incluindo efeitos no DNA, o material genético. Para a faixa de freqüências dos sistemas celulares os efeitos conhecidos da radiação são: Efeito térmico de aumento da temperatura do corpo: Ao se propagar pelo corpo humano as ondas eletromagnéticas têm parte de sua energia transformada em energia térmica o que pode levar ao seu aquecimento se a potência for muito elevada. É este o princípio de funcionamento do forno de microondas. Se o corpo não for capaz de dissipar este calor pode ocorrer elevação da sua temperatura e um possível dano ao tecido humano, sendo as áreas mais vulneráveis os olhos e os testículos. Efeito auditivo de microondas: Campos modulados por pulsos com freqüências entre 200 MHz e 6,5 GHz podem ser ouvidos. Isto ocorre devido a interação termoelástica no córtex auditivo do cérebro. O limiar de percepção é de 100 a 400 mj/m 2 para pulsos menores que 30 µs. 2

3 A figura acima apresenta um sistema celular onde se pode identificar dois tipos de fontes de emissão de radiação eletromagnética: Estação Rádio Base (ERB) e Terminal Celular. O Tutorial Efeitos da Radiação do Teleco apresentou os conceitos básicos sobre os efeitos da radiação em sistemas celulares que operam nas faixas de 800 a 2100 MHz. Este tutorial apresentará com mais detalhes o conceito de SAR e sua aplicação a Terminais Celulares. 3

4 SAR SAR ( Specific Absorption Rate ) é a taxa de absorção de energia por tecidos do corpo, em watt por quilograma (W/kg), específica para uma determinada fonte de energia eletromagnética. É a medida dosimétrica utilizada para estabelecer limites à emissão de radiação por campos eletromagnéticos não ionizantes. O conceito de dose, energia absorvida por unidade de massa, foi desenvolvido para estabelecer os limites para a radiação ionizante. Ao se definir o SAR procurou-se estabelecer uma unidade de medida (dose) correlacionada a efeitos de elevação de temperatura do corpo. Para a radiação emitida por sistemas celulares não é possível estabelecer uma definição simples de dose correlacionada a efeitos de elevação de temperatura. As ondas eletromagnéticas penetram em uma profundidade maior no corpo que a luz ou o infravermelho, que são absorvidos nos primeiros milímetros da pele. O aumento de temperatura depende das características do campo eletromagnético como freqüência e polarização, e do corpo humano e seu sistema termo-regulador que atua para compensar variações na temperatura do corpo. A evidência experimental disponível indica que a exposição de humanos em repouso, por aproximadamente 30 minutos, a campos eletromagnéticos produzindo uma SAR de corpo inteiro ente 1 e 4 W/kg, resulta num aumento de temperatura do corpo inferior a 1 grau Celsius. A exposição a campos mais intensos, produzindo valores de SAR superiores a 4 W/kg, pode exceder a capacidade termo-reguladora do corpo e produzir níveis de aquecimento nocivos aos tecidos. Limites O ICNIRP, sigla em inglês da Comissão Internacional de Proteção Contra Radiações Não Ionizantes, estabeleceu padrões para limitar as radiações não ionizantes adotados pela maior parte dos países do mundo, inclusive o Brasil através da Anatel. Os limites à exposição são baseados no SAR médio do corpo humano determinado de acordo com as seguintes condições: Onda plana com o homem em pé, paralelo ao campo elétrico incidente, que representa uma situação 4

5 de maior absorção, exceto em relação a poucos casos especiais. O SAR deve ser uma média em um período de tempo de 6 minutos, de modo a manter a relação entre potência absorvida e aquecimento induzido (aumento da temperatura do tecido devido à absorção). Como o limiar para efeitos irreversíveis é superior a 4 W/kg, o ICNIRP estabeleceu os níveis de exposição para os profissionais da área (ocupacional) e público em geral com fatores de segurança de 10 e 50 vezes em relação ao limiar para efeitos irreversíveis. SAR Fator de segurança Efeitos irreversíveis > 4 W/kg - Limite Ocupacional 0,4 W/kg 10 Limite Público Geral 0,08 W/kg 50 5

6 SAR: Terminais A radiação dos terminais celulares constitue uma situação bem mais complexa que a das ERBs, já que os terminais celulares ficam muito próximo do corpo humano onde as condições de campo distante com onda plana não se aplicam totalmente. Passa a ser necessário limitar não apenas o valor médio do SAR no corpo humano mas também o valor de pico de SAR em uma dada de região do corpo humano devido a proximidade do terminal, principalmente da cabeça. SAR localizada A SAR localizada foi definida como aquela de um cubo com massa de: 10g (ICNIRP), ou 1 g (ANSI). Foram estabelecidos os seguintes valores limites de SAR de pior caso medidos para um terminal celular: ICNIRP ANSI Ocupacional 10 W/kg 8 W/kg Público 2 W/kg 1,6 W/kg Massa do cubo 10g 1g O valor máximo de SAR localizada é específico de cada terminal. A avaliação é efetuada em laboratório, envolvendo a medida direta da SAR em um manequim que simula a cabeça humana e exibe as mesmas características de absorção do tecido humano. O maior valor de SAR obtido para um cubo de massa de 10g em todo o volume da cabeça é definido como o SAR do terminal. Procedimentos de teste foram desenvolvidos pelo European Commitee for Electrical Standardization CENELEC e pelo IEEE. 6

7 SAR: Pesquisas sobre efeitos à saúde Os limites estabelecidos pelas normas visam prevenir efeitos conhecidos à saúde humana e refletem o atual estágio do conhecimento. Desta forma, os limites de SAR foram estabelecidos para prevenir efeitos térmicos. As questões ainda não totalmente respondidas referem-se a possíveis efeitos não térmicos da radiação, ou seja: Os sistemas biológicos nos níveis celulares e sub-celulares são sensíveis e podem responder aos campos eletromagnéticos produzidos pelos terminais celulares? Em caso afirmativo, a exposição da população humana a estes campos de baixa energia impõe algum tipo de risco a saúde? Para responder a questões como estas a Organização Mundial da Saúde (OMS, ou WHO em inglês), agência da ONU especializada em saúde, estabeleceu em 1996 um projeto internacional (EMF Project) que deverá produzir conclusões sobre os efeitos de EMF na saúde e no meio ambiente até Este projeto estabeleceu uma coordenação internacional para os esforços de pesquisa na área e uma agenda com prioridades para responder a lacunas de conhecimento. Esta agenda e seus progressos são revistos anualmente e podem ser acompanhados no site do projeto incluído nas referências destes tutorial. Com relação a Campos de RF de alta intensidade tem se demonstrado que eles causam conseqüências adversas para a saúde pelo aquecimento dos tecidos. Nenhum efeito adverso a saúde foi cientificamente confirmado com relação a exposição a campos de RF de baixa intensidade por extensos períodos, mas certas questões não foram totalmente estudadas. Existe muito pouca informação disponível na literatura científica para avaliar qualquer risco a saúde da exposição a campos de RF pulsados ou modulados. OMS Agenda de Pesquisa. Na faixa de RF (10 MHz a 300 GHz) o foco é o estudo do efeito da radiação de campos de baixa intensidade por longos períodos e campos pulsados e modulados. Os estudos podem ser enquadrados nas seguintes categorias Epidemiológicos Laboratório Humanos Animais (in vivo) Células e Tecidos (in vitro) Epidemiologia é o estudo da ocorrência da doença. Ela avalia a associação estatística entre doença e exposição. Compara a ocorrência da doença em um grupo de controle submetido a exposição e outro não exposto. Os estudos in vitro são normalmente utilizados para entender os efeitos, sendo os estudos in vivo os mais relevantes para comprovar os efeitos. 7

8 SAR: Considerações finais O SAR é a unidade de medida utilizada para estabelecer os limites de exposição à radiação emitida por ERBs e terminais celulares. Os efeitos térmicos deste tipo de radiação estão bem definidos e os valores de SAR médio e localizado estabelecidos nas normas oferecem proteção com fatores de segurança adequados. Para o efeito auditivo as normas estabeleceram uma limitação para os picos de SAR devidos a pulsos de 30 µs no cérebro de 130 a 520 W/kg. Os estudos quanto a efeitos não térmicos ainda são poucos e não conclusivos. Espera-se que até 2006, com a conclusão do projeto EMF da OMS, muitos dos questionamentos atuais estejam respondidos. Para terminais celulares é importante verificar o SAR do aparelho utilizado. Este valor pode ser encontrado no manual do aparelho ou na página específica do teleco. Referências Abricem Associação Brasileira de Compatibilidade Eletromagnética, teve participação destacada no processo de adoção de normas internacionais pela Anatel. Anatel Regulamento sobre limitação da exposição a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos na faixa de radiofreqüências entre 9 khz e 300 GHz. Anexo à resolução n 303 de 2 de julho de Efeitos da Radiação Eletromagnética de Sistemas Celulares Tutorial do Teleco. ICNIRP Comissão Internacional de Proteção Contra Radiações Não Ionizantes estabeleceu padrões para limitar as radiações não ionizantes adotados pela maior parte dos países do mundo, inclusive o Brasil através da Anatel. MMF Mobile Manufacturers Forum, organização internacional dos fabricantes de equipamentos para sistemas celulares. WHO (OMS) Projeto EMF da Organização Mundial da Saúde. Link para base de dados com estudos da OMS e do IEEE. Wireless BR Site de informação técnica. 8

9 SAR: Teste seu entendimento 1. SAR é: A radiação emitida por sistemas celulares. Taxa de absorção de energia por tecidos do corpo, em watt por quilograma (W/kg). O mesmo que dose para radiação ionizante. Independente da fonte de radiação eletromagnética. 2. SAR associada a um terminal móvel é: Valor médio para o corpo humano. Média dos valores de pico na cabeça. O mesmo independente se obtido para um cubo de massa 10g ou 1 g. O maior valor de SAR obtido para um cubo de massa de 10g. 3. Assinale a alternativa falsa. Os limites estabelecidos pelas normas visam prevenir efeitos à saúde humana conhecidos e refletem o atual estágio de conhecimento. Nenhum efeito adverso a saúde foi cientificamente confirmado com relação a exposição a campos de RF de baixa intensidade por extensos períodos, mas certas questões não foram totalmente estudadas. Já se pode afirmar hoje que a exposição da população humana a campos de baixa energia não impõe nenhum tipo de risco a saúde. Os efeitos térmicos da radiação estão bem definidos e os valores de SAR médio e localizado estabelecidos nas normas oferecem proteção com fatores de segurança adequados. 9