Anais do 12 O Encontro de Iniciação Científica e Pós-Graduação do ITA XII ENCITA / 2006 Instituto Tecnológico de Aeronáutica São José dos Campos SP Brasil Outubro 16 a 19 2006 Medição de Radiações Não-Ionizantes nas Cidades de São José dos Campos e Taubaté SP Brasil. Milton Fernando Viegas Junior Instituto Tecnológico de Aeronáutica - Praça Marechal Eduardo Gomes 50 CEP 12228 900 São José dos Campos SP Bolsista PIBIC-CNPq viegas@redecasd.ita.br Inácio Malmonge Martin Instituto Tecnológico de Aeronáutica - Praça Marechal Eduardo Gomes 50 CEP 12228 900 São José dos Campos SP CNPq 1-B martin@ita.br Resumo. O intenso uso de instrumentos que geram radiações eletromagnéticas para diversas finalidades tem elevado substancialmente as taxas de emissão de radiofreqüência e microondas no meio ambiente. Diversos estudos estão sendo realizados buscando descobrir se o aumento dessas taxas de radiação pode causar danos aos seres vivos como mutações problemas neurológicos e outros. O objetivo deste trabalho é aferir pela primeira vez nestas cidades o nível de radiação média atual nãoionizante nas cidades de São José dos Campos e Taubaté comparando com os limites estabelecidos pela Organização Mundial de Saúde e criar assim um banco de dados para comparação com medidas posteriores.. Palavras chave: radiações não-ionizantes técnicas de medida microondas. 1. Introdução O interesse tanto da comunidade científica quanto da sociedade em geral pelos efeitos biológicos causados por radiação eletromagnética não ionizante tem crescido há alguns anos. Essas fontes de radiação podem ser de dois tipos: emissoras intencionais e não-intencionais. As intencionais são principalmente antenas de recepção e transmissão de rádio televisão instalações de radar serviços de comunicações móveis e outras que normalmente situam-se próximas das pessoas e residências submetendo estas às doses de radiação diariamente. As fontes não-intencionais incluem os equipamentos elétricos e eletrônicos de uso comercial e industrial que podem de alguma maneira irradiar algum tipo de onda eletromagnética no intervalo de freqüência em questão. No entanto diz-se que apenas uma parcela relativamente pequena da população recebe uma exposição significativa deste tipo de radiação. De qualquer forma juntamente com o aumento da utilização de ondas eletromagnéticas surge também a preocupação com relação aos efeitos biológicos que possam ser causados por tal tipo de energia. Pesquisas realizadas comprovaram apenas os efeitos térmicos produzidos por este tipo de radiação em seres humanos os quais são conseqüências do aquecimento dos tecidos (moléculas) devido à absorção de energia eletromagnética diferente dos danos causado por radiação ionizante que possui energia suficiente para arrancar elétrons das moléculas formando assim radicais livres. Geralmente consideramos como não-ionizantes emissões de energia até 10 ev e com comprimento de onda maior que 200 nm. Esta faixa compreende radiação ultravioleta infravermelho luz visível radiofreqüências principalmente em microondas. Embora até agora somente os efeitos térmicos da radiação nãoionizante em seres vivos tenha sido comprovado é crescente o interesse em determinar os verdadeiros riscos de tais emissões aos seres humanos visto a expansão de tais fontes especialmente no caso da telefonia celular radares e links em GHz. Logo é prudente estabelecer precauções em relação à tais emissões de forma a minimizar os riscos de algum dano à saúde como limitar o tempo de exposição ou os níveis de intensidade das radiações às quais estamos submetidos. Seguindo essa precaução entidades internacionais elaboraram várias normas regulamentadoras e basearam seus parâmetros técnicos nos estudos sobre os efeitos biológicos já comprovados. Sendo assim os sistemas de telecomunicação devem obedecer às normas estabelecidas por estas entidades e recomendadas pela Organização Mundial de Saúde (OMS). Aqui no Brasil a Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) segue também as diretrizes apontadas nas recentes normas da International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) e da International Radiation Protection Association (IRPA). Esse trabalho abordará essencialmente a faixa de freqüência que vai de 100 khz até a faixa de aproximadamente 3 GHz compreendendo assim as emissões efetuadas pelos aparelhos mais comuns ao nosso dia-a-dia como rádio televisão celulares radares e outros.
2. Justificativa 2.1. Interação da Radiação Eletromagnética com a Matéria O efeito causado pela radiação eletromagnética com a matéria é resultado da transferência de energia desta radiação para o material afetado. Tais efeitos podem ser térmicos se ocasionarem o aquecimento do material ou não térmicos caso a interação do campo com o material não libere quantidade significativa de calor. Entre os fatores responsáveis pela absorção de radiação por um corpo estão: sua constante dielétrica condutividade geometria e sua concentração de água. No caso do corpo humano a composição do tecido é tal que diferentes faixas de freqüência correspondem a diferentes taxas de condutividade e de constante dielétrica. 2.2. Efeitos Térmicos São chamados de efeitos térmicos geralmente aqueles resultantes de um aquecimento do tecido como por exemplo queimaduras resultantes da exposição ao Sol. Entretanto ao contrário do infravermelho radiações de comprimento de onda menor como radiofreqüência e microondas não são somente absorvidas pelas camadas mais superficiais. Assim podem ocorrer alterações em tecidos mais profundos sem que estas sejam notadas. Entres os efeitos térmicos já registrados está à ocorrência de catarata. 2.2. Efeitos Não-Térmicos Os efeitos não-térmicos são efeitos bioquímicos ou eletrofísicos causados pelos campos magnéticos induzidos e não diretamente pelo aumento de temperatura ou ainda por interações de colisões de partículas como prótons elétrons nêutrons e íons com o material estudado. Embora os estudos sobre tais efeitos gerem polêmica devido a resultados conflitantes pode-se citar algumas conseqüências dos efeitos não-térmicos registradas na literatura. Entre os efeitos não-térmicos pode-se citar alterações no fluxo de íons no organismo sistema imunológico e formação de tecidos cancerosos. 2.3. Normas e Limites de Exposição Eletromagnética Nas tabelas 1 e 2 abaixo encontramos algumas das normas e limites de exposição a radiação eletromagnética utilizados no Brasil e no mundo. Tabela 1 - Limites Ocupacionais - Norma ANSI/IEEE C-95.1. Freqüência (MHz) Campo Elétrico (V/m) Campo Magnético (H/m) Densidade Potência (W/m 2 ) 01-1 614 16/ f --- >1-10 614/ f 16 / f --- >10-400 61 016 10 >400-2000 3 f 1/2 0008 f 1/2 f / 40 >2000-300000 137 036 50 Tabela 2 - Padrões Internacionais de Exposição Ocupacional à Microondas. Densidade de País Intervalo de Comentários Potência (mw/cm 2 ) Freqüência (MHz) 001 Rússia >300 Polônia 300-300000 campos contínuos 01 Rússia 01 > 300 2 horas/dia Polônia 300-300000 Campos não-contínuos 10 Rússia >300 20 min/dia Polônia 300-300000 20 min campos contínuos Alemanha 300-300000 campos contínuos Suécia 300-300000 campos contínuos 50 Suécia 10-300 campos contínuos 100 Polônia 300-300000 115 s campo contínuo
Alemanha 30-30000 1 hora Reino Unido 30-30000 média contínua 01h USA 10-100000 média contínua 01h Europa Oriental 300-300000 média contínua 01 h 25 USA 100-100000 10 min a cada 8 h 30 USA 100-100000 <1 mwh/cm 2-01 h Europa Oriental 300-300000 2 min durante 01 h 2.4. Região de São José dos Campos SP O processo de industrialização que passou por São José dos Campos SP após a década de 50 que atraiu uma grande quantidade de indústrias a existência de Universidades (ITA UNIVAP UNIP UNESP FACAP e EEI) centro urbano e a passagem de linhas de alta tensão cortando a cidade tornam-na um local perfeito para o estudo de radiações eletromagnéticas não-ionizantes. Entre os pontos de maior interesse podemos citar a região do centro da cidade linhas de alta tensão e antenas de celular (ERB). São José dos Campos SP situa-se na latitude 23º10'49 S e longitude 45º53'16 W. O município possui área de 1142 km 2 e localiza-se a uma altitude de 580 mts. Tem população de 559717 habitantes (IBGE-2002) e Renda per capita anual de aproximadamente de US$843300. 2.5. Região de Taubaté SP Taubaté é a mais antiga das cidades da região. No passado serviu como ponto de partida das bandeiras que exploraram o Vale do Paraíba e também foi importante centro cafeicultor. Hoje a cidade abriga indústrias shoppings e universidades caracterizando-a como importante centro urbano. Situado na latitude 23º03 45 S e longitude 45º33'45"W o município possui área de 6259 km² e localiza-se a uma altitude de 580m. Tem população de 244.107 habitantes (IBGE-2002) e Renda per capita anual de aproximadamente US$4.48600. 3. Aparelhos Utilizados nas Medidas Foram aferidos durante todas as fases do projeto valores de campo elétrico (V/m) e de campo magnético (mg) da região. A faixa de freqüência coberta foi de 10 MHz a 34 GHz. Toda energia irradiada por qualquer tipo de fonte eletromagnética cobrindo essa faixa de freqüência foi aferida por um detector (HF Detektor II Professional) da AARONIA AG da Alemanha (Figura 1). Esse detector observa o campo elétrico em três direções e fornece leituras já em db m desde 70 db m até 20 db m. Utilizou-se também o detector Trifield Meter Model 100XE para aferir o valor do campo magnético dos pontos estudados na faixa entre 05 e 100 mg (Figura 1). Figura 1. Detectores Trifield Meter e HF Detektor II Professional.
4. Metodologia Na primeira fase de medições foram aferidos 14 km de extensão nos eixos norte-sul e leste oeste da cidade de São José dos Campos com aferições a cada meio quilômetro aproximadamente. Foi elaborado um mapa da região de São José dos Campos e a trajetória de medições anotado os pontos variando de 1 até 50. Em locais de linhas de alta tensão e torres repetidoras de antenas celulares foram efetuadas medidas sempre que possível. As medições em Taubaté foram efetuadas utilizando-se os mesmos critérios adotados em São José dos Campos privilegiando pontos de grande aglomeramento populacional. Em Taubaté foram aferidos 40 pontos. Medições posteriores foram efetuadas em São José dos Campos. Privilegiou-se a parte central e o eixo Norte-Sul. Nesta segunda fase foram aferidos um número menor de pontos (25) contudo as medidas foram dividas em duas escalas de freqüência: baixas (entre 10 MHz e 1 GHz) e altas (entre 1 GHz e 34 GHz). 4.1. Resultados das Medidas em São José dos Campos SP (28/06/05) Na Figura 2 foram plotados os valores obtidos de campo elétrico em db m diretamente observado pelo HF-Detektor II Profissional (já calibrado) pela fabrica Aaronia AG da Alemanha em 2005. Na Figura 3 mostramos os mesmos dados porem transformados de dbm em Volts/metro em função dos pontos medidos. Na Figura 4 foram plotados os valores obtidos de campo magnético em mg diretamente observados pelo detector Trifield Meter model 100XE já calibrado em 2005 obtido da Less EMF USA. Figura 2. Campo Elétrico (dbm). Figura 3. Campo Elétrico (V/m).
Figura 4. Campo Magnético (mg). 4.2. Resultados das Medidas em Taubaté SP (12/10/05) Na Figura 5 foram plotados os valores obtidos de campo elétrico em db m diretamente observado pelo HF-Detektor II Profissional (já calibrado) pela fabrica Aaronia AG da Alemanha em 2005. Na figura 6 temos as mesmas metidas agora em V/m. Na Figura 7 têm-se os valores obtidos de campo magnético em miligauss aferidos com o Trifield Meter model 100XE já calibrado em 2005 obtido da Less EMF USA. Figura 5. Campo Elétrico (dbm).
Figura 6. Campo Elétrico (V/m). Figura 7. Campo Magnético (mg). 4.3. Resultados das Medidas em São José dos Campos SP (29/05/06) Dando prosseguimento às primeiras medições efetuadas foram realizadas mais uma série de medidas na cidade de São José dos Campos quase um ano após as medidas iniciais. Desta vez utilizou-se dois aparelhos HF-Detektor II Profissional (já calibrados) um dos quais medindo em faixas de freqüência mais altas (1-34 GHz) e outro em freqüências mais baixas (10 MHz 1 GHz) de modo a aferirmos mais alguns pontos da cidade. Nas Figuras 8 e 9 têm-se os resultados dos detectores HF-Detektor em dbm. Nas Figuras 10 e 11 têm-se os resultados dos detectores HF-Detektor em V/m. Na Figura 12 encontram-se os resultados das medidas de campo magnético efetuadas com o Trifield Meter model 100XE. Figura 8. Campo Elétrico (dbm) (altas freqüências). Figura 9. Campo Elétrico (dbm) (baixas freqüências).
Figura 10. Campo Elétrico (V/m) (altas freqüências). Figura 11. Campo Elétrico (V/m) (baixas freqüências). Figura 12. Campo Magnético (V/m). 4.4. Discussão dos Resultados Estes resultados são preliminares e mostram que as linhas de alta tensão que cruzam a cidade são realmente as fontes mais expressivas de campo elétrico e magnético na superfície das cidades. Na primeira medição realizada em SJC o máximo valor de campo elétrico encontrado foi 038 V/m no ponto 5 próximo a linha de alta tensão que cruza a cidade no sentido norte-sul. Seis pontos têm campo elétrico próximo a 035 V/m. Foram encontradas 22 regiões com valores de 015 V/m e 31 pontos com valores indo de 0 a 0.10 V/m. No que diz respeito ao campo magnético verifica-se que a região 37 apresenta campo magnético de 50 mg acima do valor fixo terrestre de 03 G os pontos 31 e 40 apresentam variações de 15 mg o ponto 50 apresenta variação de 25 mg. Todos outros pontos apresentam valores abaixo de 10 mg.
As medições em Taubaté registraram valores mais baixos que aqueles encontrados em SJC com todos os pontos abaixo de 014 V/m. Dos 40 pontos aferidos 26 estavam com valores abaixo de 006 V/m. Em relação as medições de campo magnético apenas 2 pontos se destacaram: o ponto 10 atingindo 10 mg e o ponto 30 atingindo 8 mg. Todos os outros pontos aferidos registraram valores abaixo de 6 mg. Nas novas medições realizadas em SJC um ano após as medidas iniciais encontrou-se novamente pontos com campo elétrico em torno de 035 V/m na faixa de freqüência de 10 MHz a 1 GHz. Na faixa de freqüência de 1 GHz a 34 GHz os valores de campo elétrico não excederam 014 V/m. No que diz respeito às medidas de campo elétrico o ponto 19 próximo a uma linha de alta tensão merece destaque ao atingir 40 mg. O restante dos pontos aferidos mantiveram-se abaixo de 20 mg. 4.5. Conclusão Nas medições externas da radiação não-ionizante nas cidades de São José dos Campos e Taubaté foram encontrados valores bastante fracos abaixo dos limites impostos pela Anatel. A região aferida nas duas cidades foi limitada porém cobriu-se os centros populacionais significativos nos dois casos. Os pontos de destaque nas medições efetuadas foram próximos a linhas de alta tensão. Nesses locais os valores de campo elétrico chegaram a alcançar 04 V/m e os de campo elétrico cerca de 50 mg. Contrariando o senso comum em pontos próximos a antenas transmissoras de sinal para celular (ERB) não foram registrados grandes valores de campo elétrico ou de campo magnético. Assim a idéia de que tais antenas seriam grandes contribuintes no aumento da radiação eletromagnética parece equivocada. Constatou-se também uma substancial diferença entre os valores de campo elétrico e magnético encontrados em Taubaté e em São José dos Campos sendo os valores encontrados em SJC mais elevados. Embora as medições sejam preliminares podemos atribuir tal resultado a maior urbanização de São José dos Campos. Por fim cabe-se a ressalva de que todos os resultados são preliminares fazendo-se necessário um maior número de medidas nas duas cidades. Seria também interessante que tais medidas fossem efetuadas periodicamente a fim de acompanhar a evolução da radiação não-ionizante na região. 5. Agradecimentos Ao professor Inácio Malmonge Martin por toda orientação dada durante o trabalho; ao colega Davi Valle Ferreira e ao professor Choyu Otani pelo apoio incondicional e ajuda durante as pesquisas; ao Eng. Marcelo Miacci que colaborou na calibração dos aparelhos; ao CNPq pela bolsa concedida no período da pesquisa. 6. Referências Curso de Engenharia de Segurança do Trabalho Radiações Não-Ionizantes Prof. Alwin Elbern UFRGS site http://www.prorad.com.br/pro/mi.pdf. EPA Draft Report March 1990 Nature vol. 345 pag. 463 Inglaterra 1990. NRC USA Possible Health Effects of Exposure to Residential Eletric and Magnetic Fields (1996). Michaelson S.M. Health Implications of Exposure to Radiofrequency microwave Energies Br. Jour. Indust. Med. 39105 (1982). Michaelson S.M. Human Exposure to Nonionising Radiant Energy Potential Hazard and Safety Standards. Proc. IEEE vol.604 389-421 (1972). United Nation Enviromental Program / WHO/IRPA Enviromental Health Criteria 16. Radiofrequency and Microwaves. WHO Genebra 1981.