Medição de Radiações Electromagnéticas em Comunicações Móveis em Luanda

Transcrição

1 Medição de Radiações Electromagnéticas em Comunicações Móveis em Luanda Prof. Doutor Ricardo Queirós Universidade Agostinho Neto Faculdade de Engenharia Departamento de Electrónica e Electrotecnia 4 a Conferência Nacional de Ciência e Tecnologia - 11/09/2015 Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 1 / 20

2 Conteúdo 1 Introdução 2 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis 3 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas 4 Procedimento e Equipamento de Medição 5 Resultados 6 Considerações Finais Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 2 / 20

3 Introdução Introdução O presente trabalho resulta de um Projecto de Investigação Científica financiado pela Faculdade de Engenharia da Universidade Agostinho Neto, sendo o IST/UL parceiro; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 3 / 20

4 Introdução Introdução O presente trabalho resulta de um Projecto de Investigação Científica financiado pela Faculdade de Engenharia da Universidade Agostinho Neto, sendo o IST/UL parceiro; Os sistemas de comunicações móveis utilizam ondas electromagnéticas; que não podem ser vistas, cheiradas ou sentidas e portanto o público não se apercebe do seu potencial impacto até que haja uma eventual manifestação na forma de uma desordem biológica; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 3 / 20

5 Introdução Introdução O presente trabalho resulta de um Projecto de Investigação Científica financiado pela Faculdade de Engenharia da Universidade Agostinho Neto, sendo o IST/UL parceiro; Os sistemas de comunicações móveis utilizam ondas electromagnéticas; que não podem ser vistas, cheiradas ou sentidas e portanto o público não se apercebe do seu potencial impacto até que haja uma eventual manifestação na forma de uma desordem biológica; Embora ainda não tenham sido provados efeitos nocivos das radiações electromagnéticas associadas aos sistemas de comunicações móveis, existe preocupação relativamente a este assunto, dada a crescente presença destes sistemas; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 3 / 20

6 Introdução Introdução O presente trabalho resulta de um Projecto de Investigação Científica financiado pela Faculdade de Engenharia da Universidade Agostinho Neto, sendo o IST/UL parceiro; Os sistemas de comunicações móveis utilizam ondas electromagnéticas; que não podem ser vistas, cheiradas ou sentidas e portanto o público não se apercebe do seu potencial impacto até que haja uma eventual manifestação na forma de uma desordem biológica; Embora ainda não tenham sido provados efeitos nocivos das radiações electromagnéticas associadas aos sistemas de comunicações móveis, existe preocupação relativamente a este assunto, dada a crescente presença destes sistemas; Consequentemente, várias organizações desenvolveram normas internacionais relacionadas com a exposição à radiação electromagnética. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 3 / 20

7 Introdução Introdução Objectivo Geral Medir os níveis de radiação electromagnética em comunicações móveis em Luanda e comparar os resultados com os valores presentes nas normas internacionais. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 3 / 20

8 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Ondas Electramagnéticas Uma onda electromagnética é composta por campos eléctrico e magnético. Sempre que uma tensão é aplicada a uma antena, estabelece-se um campo eléctrico. Por sua vez, a aplicação de tensão resulta numa corrente que percorre a antena, produzindo um campo magnético, perpendicular ao eléctrico; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 4 / 20

9 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Ondas Electramagnéticas Uma onda electromagnética é composta por campos eléctrico e magnético. Sempre que uma tensão é aplicada a uma antena, estabelece-se um campo eléctrico. Por sua vez, a aplicação de tensão resulta numa corrente que percorre a antena, produzindo um campo magnético, perpendicular ao eléctrico; O produto destes dois campos resulta na densidade de potência. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 4 / 20

10 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Ondas Electramagnéticas Uma onda electromagnética é composta por campos eléctrico e magnético. Sempre que uma tensão é aplicada a uma antena, estabelece-se um campo eléctrico. Por sua vez, a aplicação de tensão resulta numa corrente que percorre a antena, produzindo um campo magnético, perpendicular ao eléctrico; O produto destes dois campos resulta na densidade de potência. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 4 / 20

11 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Ondas Electramagnéticas Uma onda electromagnética é composta por campos eléctrico e magnético. Sempre que uma tensão é aplicada a uma antena, estabelece-se um campo eléctrico. Por sua vez, a aplicação de tensão resulta numa corrente que percorre a antena, produzindo um campo magnético, perpendicular ao eléctrico; O produto destes dois campos resulta na densidade de potência. Características Amplitude Frequência Comprimento de Onda (λ = c/f) Direcção e velocidade de propagação ( km/s) Polarização (E-> V/H) Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 4 / 20

12 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Espectro Electromagnético Nota: Este trabalho concentra-se na gama de radiofrequência (3 khz a 300 GHz). Rad. Inonizante Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 5 / 20

13 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Sistemas de Comunicações Móveis Os Sistemas de Comunicações Móveis proporcionam um canal de comunicação entre os utilizadores do sistema; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 6 / 20

14 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Sistemas de Comunicações Móveis Os Sistemas de Comunicações Móveis proporcionam um canal de comunicação entre os utilizadores do sistema; Os principais elementos são o terminal móvel e a estação de base, que inclui as antenas. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 6 / 20

15 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Sistemas de Comunicações Móveis Os Sistemas de Comunicações Móveis proporcionam um canal de comunicação entre os utilizadores do sistema; Os principais elementos são o terminal móvel e a estação de base, que inclui as antenas. Antenas Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 6 / 20

16 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Sistemas de Comunicações Móveis: Antenas As antenas são tipicamente montadas em torres, mastros ou mesmo no topo de edifícios; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 7 / 20

17 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Sistemas de Comunicações Móveis: Antenas As antenas são tipicamente montadas em torres, mastros ou mesmo no topo de edifícios; Tipicamente não radiam da mesma forma em todas as direcções. Isto é, são directivas. É comum ver-se uma torre com 3 antenas sectoriais cobrindo 120 cada uma; CommsM Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 7 / 20

18 Ondas Electromagnéticas e as Comunicações Móveis Sistemas de Comunicações Móveis: Antenas As antenas são tipicamente montadas em torres, mastros ou mesmo no topo de edifícios; Tipicamente não radiam da mesma forma em todas as direcções. Isto é, são directivas. É comum ver-se uma torre com 3 antenas sectoriais cobrindo 120 cada uma; O nível de radiação depende essencialmente da potência radiada, da directividade da antena e da distância em relação à antena. CommsM Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 7 / 20

19 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação Ionizante vs Não-Ionizante A radiação embora compreendida como um conjunto de ondas electromagnéticas no espaço pode por vezes ser melhor entendida como um fluxo de partículas ou fotões (unidade elementar da onda); Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 8 / 20

20 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação Ionizante vs Não-Ionizante A radiação embora compreendida como um conjunto de ondas electromagnéticas no espaço pode por vezes ser melhor entendida como um fluxo de partículas ou fotões (unidade elementar da onda); A energia de um fotão aumenta com a frequência da onda electromagnética. Consequentemente, maior a capacidade de interacção com o material biológico (ex. corpo humano); Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 8 / 20

21 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação Ionizante vs Não-Ionizante A radiação embora compreendida como um conjunto de ondas electromagnéticas no espaço pode por vezes ser melhor entendida como um fluxo de partículas ou fotões (unidade elementar da onda); A energia de um fotão aumenta com a frequência da onda electromagnética. Consequentemente, maior a capacidade de interacção com o material biológico (ex. corpo humano); Radiação Ionizante A perda de um electrão por parte de um átomo ou molécula designa-se por ionização; Para que haja ionização deverá existir radiação com níveis altos de energia, ou seja, radiação ionizante. Espectro Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 8 / 20

22 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação de Radiofrequência: Efeitos Biológicos A radiação de radiofrequência envolve fotões com energia insuficiente para causar ionização dos átomos ou moléculas (i.e. radiação não-ionizante); Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 9 / 20

23 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação de Radiofrequência: Efeitos Biológicos A radiação de radiofrequência envolve fotões com energia insuficiente para causar ionização dos átomos ou moléculas (i.e. radiação não-ionizante); Um efeito biológico (resposta do organismo) é considerado prejudicial à saúde quando causa alteração detectável à integridade do indivíduo; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 9 / 20

24 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação de Radiofrequência: Efeitos Biológicos A radiação de radiofrequência envolve fotões com energia insuficiente para causar ionização dos átomos ou moléculas (i.e. radiação não-ionizante); Um efeito biológico (resposta do organismo) é considerado prejudicial à saúde quando causa alteração detectável à integridade do indivíduo; Para radiações não-ionizantes, o efeito principal conhecido é o aquecimento do tecido biológico (efeito térmico); Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 9 / 20

25 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação de Radiofrequência: Efeitos Biológicos A radiação de radiofrequência envolve fotões com energia insuficiente para causar ionização dos átomos ou moléculas (i.e. radiação não-ionizante); Um efeito biológico (resposta do organismo) é considerado prejudicial à saúde quando causa alteração detectável à integridade do indivíduo; Para radiações não-ionizantes, o efeito principal conhecido é o aquecimento do tecido biológico (efeito térmico); Se a temperatura ultrapassar a capacidade de termo-regulação do organismo, podem ocorrer danos nos tecidos; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 9 / 20

26 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Radiação de Radiofrequência: Efeitos Biológicos A radiação de radiofrequência envolve fotões com energia insuficiente para causar ionização dos átomos ou moléculas (i.e. radiação não-ionizante); Um efeito biológico (resposta do organismo) é considerado prejudicial à saúde quando causa alteração detectável à integridade do indivíduo; Para radiações não-ionizantes, o efeito principal conhecido é o aquecimento do tecido biológico (efeito térmico); Se a temperatura ultrapassar a capacidade de termo-regulação do organismo, podem ocorrer danos nos tecidos; Assim, surgem normas (valores limite) para exposição segura às radiações electromagnéticas, estabelecidas por organizações internacionais; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 9 / 20

27 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Efeitos Biológicos - Normas Internacionais Os efeitos biológicos não térmicos são ainda pouco conhecidos, assim como os efeitos de longo prazo. Contudo, muitos estudos continuam a ser realizados nesta área. A principal dificuldade está na quantificação de efeitos resultantes de causas subjectivas. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 10 / 20

28 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Efeitos Biológicos - Normas Internacionais Os efeitos biológicos não térmicos são ainda pouco conhecidos, assim como os efeitos de longo prazo. Contudo, muitos estudos continuam a ser realizados nesta área. A principal dificuldade está na quantificação de efeitos resultantes de causas subjectivas. Os níveis de exposição do público às radiações associadas às comunicações móveis são inferiores aos associados às estações de radiodifusão. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 10 / 20

29 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Efeitos Biológicos - Normas Internacionais Os efeitos biológicos não térmicos são ainda pouco conhecidos, assim como os efeitos de longo prazo. Contudo, muitos estudos continuam a ser realizados nesta área. A principal dificuldade está na quantificação de efeitos resultantes de causas subjectivas. Os níveis de exposição do público às radiações associadas às comunicações móveis são inferiores aos associados às estações de radiodifusão. Normas Internacionais - Limites de Absorção de Radiação Os limites de segurança são estabelecidos por organizações internacionais como, por exemplo, a Comissão Internacional para a Protecção contra Radiações Não-Ionizantes (ICNIRP), Instituto dos Engenheiros Eléctricos e Electrónicos (IEEE) e Comissão Federal de Comunicações (FCC); Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 10 / 20

30 Efeito da Radiação Electromagnética - Normas Normas Internacionais: Limites de Referência As normas estabelecem limites de referência para algumas grandezas electromagnéticas, como por exemplo: o campo eléctrico, o campo magnético e/ou a densidade de potência; Fonte: Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 11 / 20

31 Procedimento e Equipamento de Medição Procedimento e Equipamento de Medição Adoptou-se o procedimento utilizado na Europa. Ou seja, escolher o local de medição, determinar o campo distante (D 2 /λ), sabendo a maior dimensão da antena, localizar o nível máximo e medir o campo eléctrico total durante 6 minutos, a 1.5 m do solo. Caso seja superior à norma, será necessário fazer uma medição detalhada com um Analisador de Espectros. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 12 / 20

32 Procedimento e Equipamento de Medição Procedimento e Equipamento de Medição Adoptou-se o procedimento utilizado na Europa. Ou seja, escolher o local de medição, determinar o campo distante (D 2 /λ), sabendo a maior dimensão da antena, localizar o nível máximo e medir o campo eléctrico total durante 6 minutos, a 1.5 m do solo. Caso seja superior à norma, será necessário fazer uma medição detalhada com um Analisador de Espectros. Narda NBM 550 (100 khz - 60 GHz) Sonda 100 khz - 3 GHz GPS Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 12 / 20

33 Procedimento e Equipamento de Medição Procedimento e Equipamento de Medição Adoptou-se o procedimento utilizado na Europa. Ou seja, escolher o local de medição, determinar o campo distante (D 2 /λ), sabendo a maior dimensão da antena, localizar o nível máximo e medir o campo eléctrico total durante 6 minutos, a 1.5 m do solo. Caso seja superior à norma, será necessário fazer uma medição detalhada com um Analisador de Espectros. Narda NBM 550 (100 khz - 60 GHz) Sonda 100 khz - 3 GHz GPS B&K 2625A 50 khz GHz Sondas: GHz, GHz, GHz Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 12 / 20

34 Procedimento e Equipamento de Medição Locais de Medição SARICO PANGUILA LUANDA PATRIOTA KILAMBA VIANA Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 13 / 20

35 Procedimento e Equipamento de Medição Locais de Medição: Declive Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 14 / 20

36 Resultados Medidor de Campo Vs Analisador de Espectros Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 15 / 20

37 Resultados Medidor de Campo Vs Analisador de Espectros Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 15 / 20

38 Resultados Campo Eléctrico Medido vs Norma ICNIRP E (V/m) Maximo Medio Minimo Sarico U (80.6 m) Patriota U (22.3 m) Viana U (63.5 m) Panguila M (21.7 m) Patriota M (29.6 m) Kilamba M (33.3 m) DEE U M (109.9 m) Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 16 / 20

39 Resultados Campo Eléctrico / Norma ICNIRP Maximo Medio Minimo E m /E N (%) Sarico U (80.6 m) Patriota U (22.3 m) Viana U (63.5 m) Panguila M (21.7 m) Patriota M (29.6 m) Kilamba M (33.3 m) DEE U M (109.9 m) Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 17 / 20

40 Considerações Finais Considerações Finais Considerando os estudos publicados, ainda não se concluiu, que a utilização de telemóveis é prejudicial à saúde; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 18 / 20

41 Considerações Finais Considerações Finais Considerando os estudos publicados, ainda não se concluiu, que a utilização de telemóveis é prejudicial à saúde; Também não foi provada a existência de risco para a saúde das populações que vivem perto das estações de base; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 18 / 20

42 Considerações Finais Considerações Finais Considerando os estudos publicados, ainda não se concluiu, que a utilização de telemóveis é prejudicial à saúde; Também não foi provada a existência de risco para a saúde das populações que vivem perto das estações de base; No presente trabalho, verificou-se que nos 7 locais escolhidos, tanto para a Movicel como para a Unitel, os níveis de radiação estão bem (pelo menos 5 vezes) abaixo da norma mais restritiva; Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 18 / 20

43 Considerações Finais Considerações Finais Considerando os estudos publicados, ainda não se concluiu, que a utilização de telemóveis é prejudicial à saúde; Também não foi provada a existência de risco para a saúde das populações que vivem perto das estações de base; No presente trabalho, verificou-se que nos 7 locais escolhidos, tanto para a Movicel como para a Unitel, os níveis de radiação estão bem (pelo menos 5 vezes) abaixo da norma mais restritiva; No local DEE, observou-se o maior nível de radiação, podendo ser explicado pelo facto de termos duas estações de base (Unitel e Movicel), separadas de aproximadamente 25 m, além de outras fontes (ex. Serviços de Internet - CNTI, MS Telecom, etc.); Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 18 / 20

44 Considerações Finais Considerações Finais Considerando os estudos publicados, ainda não se concluiu, que a utilização de telemóveis é prejudicial à saúde; Também não foi provada a existência de risco para a saúde das populações que vivem perto das estações de base; No presente trabalho, verificou-se que nos 7 locais escolhidos, tanto para a Movicel como para a Unitel, os níveis de radiação estão bem (pelo menos 5 vezes) abaixo da norma mais restritiva; No local DEE, observou-se o maior nível de radiação, podendo ser explicado pelo facto de termos duas estações de base (Unitel e Movicel), separadas de aproximadamente 25 m, além de outras fontes (ex. Serviços de Internet - CNTI, MS Telecom, etc.); Dada a incerteza sobre efeitos não-térmicos e de longo prazo, recomenda-se: o uso de kits mãos livres, a diminuição do tempo de cada chamada, a troca do telemóvel para a outra orelha, o uso do sistema de alta-voz e a utilização em áreas com pouca rede. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 18 / 20

45 Agradecimento Agradecimento Este projecto resultou num Trabalho de Fim de Curso do estudante Jorge Borge a quem muito se agradece; Agradece-se ainda à Movicel pela disponibilização de dados relativos às suas Estações de Base. Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 19 / 20

46 Agradecimento OBRIGADO PELA ATENÇÃO Ricardo Queirós (FE-UAN) Med. Radiações Electromagnéticas. em Comunicações Móveis - Luanda 20 / 20