Por - INII - Universidad de Costa Rica
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Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica MANEJO ACTUAL DE LOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS EN TORRES DE TELEFONÍA MÓVIL EN COSTA RICA Por: Alejandra Cabalceta Pacheco Gustavo Obando Vargas Carlos Porras Huete César Ugalde González Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Julio de 2012 ii MANEJO ACTUAL DE LOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS EN TORRES DE TELEFONÍA MÓVIL EN COSTA RICA Por: Alejandra Cabalceta Pacheco Gustavo Obando Vargas Carlos Porras Huete César Ugalde González Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: LICENCIADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal: _________________________________ Ing. Jorge Romero Chacón Director, Escuela de Ingeniería Eléctrica _________________________________ Lic. Luis Carlos Barrantes Segura MSP Director, Comité Asesor iii _________________________________ Ing. Walter Herrera Cantillo Msc. Miembro, Comité Asesor _________________________________ Ing. Max Alberto Ruiz Arrieta Miembro, Comité Asesor _________________________________ Ing. Harold Moreno Urbina Miembro del Tribunal _________________________________ Dr. Orlando Arrieta Orozco Miembro del Tribunal iv DEDICATORIA A nuestras familias, por todo su amor, apoyo y paciencia durante todo nuestro proceso de formación. Muchas gracias por todos estos años de esmero y comprensión. v vi RECONOCIMIENTOS A nuestro profesor tutor, Luis Carlos Barrantes, por su tiempo y apoyo. A los profesores lectores Walter Herrera y Max Ruiz, por la colaboración brindada y los aportes recibidos. A los ingenieros e ingeniera Allan Corrales, María Cordero, Josué Carballo y al arquitecto Mauricio Ordoñez, por habernos brindado su tiempo y conocimiento en el desarrollo de nuestro trabajo. vii viii ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................... xi ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................. xiii NOMENCLATURA ....................................................................................... xv RESUMEN ....................................................................................................xvii CAPÍTULO 1: Introducción ......................................................................... 19 1.1 Objetivos ...............................................................................................................20 1.1.1 Objetivo general ................................................................................................ 20 1.1.2 Objetivos específicos ........................................................................................ 20 1.2 Metodología ....................................................................................................................21 1.2.1 Fuentes de información ........................................................................................ 21 1.2.1.1 Fuentes Primarias de información .................................................................... 21 1.2.1.2 Fuentes Secundarias de información ................................................................ 22 1.2.1.3 Investigación Mixta .......................................................................................... 23 CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico ................................................................ 25 2.1 Visión General del Campo Electromagnético ................................................................25 2.1.1 Origen de los CEM .............................................................................................. 26 2.1.2 Concepto de Campo Eléctrico ............................................................................. 26 2.1.3 Concepto de Campo Magnético ........................................................................... 28 2.1.4 Concepto de Campo Electromagnético................................................................ 29 2.1.5 Clasificación de los CEM .................................................................................... 29 2.1.5.1 Radiación No Ionizante .................................................................................... 30 2.1.5.2 Radiación Ionizante .......................................................................................... 31 2.1.5.3 El espectro electromagnético ............................................................................ 31 2.2 El sistema eléctrico .........................................................................................................33 2.2.1 Definición de sistema eléctrico ............................................................................ 33 2.2.2 Elementos del sistema eléctrico ........................................................................... 34 2.2.3 Relación entre los CEM y el sistema eléctrico .................................................... 36 2.3 El sistema de telecomunicaciones...................................................................................37 2.3.1 La señal ................................................................................................................ 38 2.3.2 Elementos de un sistema de telecomunicaciones ................................................ 38 2.3.3 Las antenas de telecomunicaciones ..................................................................... 39 2.4 Medición de Campos Electromagnéticos .......................................................................43 2.4.1 Procedimiento ...................................................................................................... 43 2.4.2 Regiones de Campo ............................................................................................. 46 2.4.4 Mediciones ........................................................................................................... 51 ix 2.4.5 Precauciones de seguridad ................................................................................... 52 2.5 El Medidor Selectivo de Radiación SRM-3006 .............................................................52 CAPÍTULO 3: Efectos biológicos ................................................................. 55 3.1 Introducción a límites de exposición ..............................................................................55 3.2 Campos electromagnéticos de frecuencias mayores a 100Khz ......................................56 3.2.1 Interacción térmica .............................................................................................. 56 3.2.2 Efectos no térmicos. ............................................................................................. 57 3.3 Factores que afectan la exposición .................................................................................58 3.4 Tipos de estudios para campos electromagnéticos. ........................................................59 3.4.1 Estudios de laboratorio ........................................................................................ 59 3.4.2 Estudios clínicos .................................................................................................. 60 3.5 Riesgos de la exposición humana ante la RF ..................................................................62 3.6 Algunos resultados de la ICNIRP ...................................................................................67 CAPÍTULO 4: Normativa Nacional e Internacional.................................. 69 4.1 Antecedentes ...................................................................................................................69 4.2 Normativa Internacional .................................................................................................70 4.2.1 Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes (ICNIRP). ...................................................................................................................... 70 4.2.2 Organización Mundial de la Salud (OMS) .......................................................... 71 4.2.3 Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electromecánicos (IEEE) ............................ 72 4.2.4 Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) ............................................ 73 4.2.5 Health Canada ...................................................................................................... 75 4.2.6 Situación en otros países ...................................................................................... 76 4.2.7 Normativa Salzburgo, Austria ............................................................................. 78 4.3 Comparación de límites de exposición de los diferentes estudios internacionales .........80 4.4 Normativa Nacional ........................................................................................................83 CAPÍTULO 5: Análisis de resultados a partir de mediciones de campo y su comparación con la teoría......................................................................... 87 5.1 Informes de mediciones de SUTEL ................................................................................87 5.2 Mediciones en el campo .................................................................................................91 5.3 Análisis teórico del comportamiento de los CEM ..........................................................97 5.4 Comparación de los resultados teóricos y prácticos .....................................................101 CAPÍTULO 6: Conclusiones ....................................................................... 103 CAPITULO 7: Recomendaciones ............................................................... 105 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................... 109 APÉNDICES ................................................................................................. 113 x ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1: Comparación de la radiación ionizante y no ionizante en el espectro electromagnético ................................................................................................................... 32 Figura 2.2: Comportamiento del campo eléctrico y magnético respectivamente ................. 36 Figura 2.3: Parametrización espacial a través de las coordenadas esféricas ........................ 40 Figura 2.4: Representación tridimensional típica de un CEM para una antena3 .................. 41 Figura 2.5: Representación bidimensional para la Fig. 2.4 .................................................. 41 Figura 2.6: Zonas de exposición potencial a campos electromagnéticos ............................. 45 Figura 2.7: Regiones de campo entorno a la fuente electromagnética ................................. 48 Figura 2.8: Representación del instrumento de medición..................................................... 50 Figura 2.9: Tipos de antenas para medición de campos electromagnéticos. ........................ 51 Figura 4.1: Máxima exposición permitida en términos de la intensidad del campo eléctrico .............................................................................................................................................. 80 Figura 4.2: Máxima exposición permitida en términos de densidad de flujo magnético ..... 81 Figura 4.3: Máxima exposición permitida en términos de densidad de potencia9 ............... 81 Figura 4.4: Límites de exposición a campos eléctricos del público en general y ocupacional .............................................................................................................................................. 82 Figura 4.5: Límites de exposición a campos magnéticos del público en general y ocupacional ........................................................................................................................... 83 Figura 4.6: Límites de exposición a campos electromagnéticos del público en general y ocupacional en Costa Rica. ................................................................................................... 85 Figura 4.7: Límites de exposición a campos eléctricos del público en general y ocupacional en Costa Rica. ....................................................................................................................... 85 Figura 5.1. Canales medidos del espectro radioeléctrico...................................................... 88 Figura 5.2. Tabla de resultados que presenta la SUTEL en los informes realizados............ 90 Figura 5.3. Toma de pantalla del equipo donde muestra el comportamiento de los campos eléctricos ............................................................................................................................... 91 Figura 5.4. Ilustración de la categoría 1 según la UI-T K-52 ............................................... 92 Figura 5.5. Ubicación de la torre de Claro donde se realizaron las mediciones. .................. 93 Figura 5.6. Equipo NARDA SRM-3006, con antena Triaxial.............................................. 93 xi Figura 5.7. Primera medición aproximadamente a 40 metros de la torre de telecomunicación. ................................................................................................................. 94 Figura 5.8. Densidad de potencia red 3G a 5m de altura ...................................................... 98 Figura 5.9. Densidad de potencia red GSM a 5m de altura .................................................. 98 Figura 5.10. Densidad de potencia red 3G a 10m de altura .................................................. 99 Figura 5.11. Densidad de potencia red GSM a 10m de altura .............................................. 99 Figura 5.12. Densidad de potencia red 3G a 30m de altura ................................................ 100 Figura 5.13. Densidad de potencia red GSM a 30m de altura ............................................ 100 Figura 7.1. Equipo de protección contra los CEM ............................................................. 107 Figura 7.2. Equipo de protección personal marca Narda .................................................... 107 xii ÍNDICE DE TABLAS Tabla 3.1: Resumen de los estudios realizados por la ICNIRP ............................................ 65 Tabla 3.2: Resumen de resultados de los estudios realizados por la ICNIRP ...................... 67 Tabla 5.1. Resultado de una medición realizada en campo. ................................................. 95 Tabla 5.2. Detalle de los datos de la tabla 5.1. ..................................................................... 96 Tabla 5.3. Comparación valores teóricos y reales .............................................................. 101 xiii xiv NOMENCLATURA CEM Campos Electromagnéticos SUTEL Superintendencia de Telecomunicaciones OMS Organismo Mundial de la Salud ICNIRP Comisión Internacional en Protección de Radiaciones no Ionizantes VLF Frecuencia muy baja (Very Low Frequency) LF Frecuencia Baja (Low Frequency) MF Frecuencia Intermedia (Medium Frequency) HF Alta Frecuencia (High Frequency) VHF Frecuencia muy alta (Very High Frequency) Hz Hercios E Campo Eléctrico RMS Valor Cuadrático Medio o Eficaz (Root Mean Square) B Campo Magnético H Campo de Excitación Magnética V Volt A Amperes AT Alta tensión MT Media tensión BT Baja tensión RF Radio frecuencia UIT Unión Internacional de Telecomunicaciones mA/m2 Miliamperios - metro cuadrado W/m2 Watt - metro cuadrado V/m Volt - metro xv IRPA Asociación Internacional de Protección Radiológica CIIC Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer IARC Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer SAR Tasa de absorción específica (Specific Absorption Rate) TIC Tecnologías de la información y de la comunicación ARPANSA Agencia Australiana en Protección en Radiación y Seguridad Nuclear IEEE Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos ANSI Instituto de Estándares Nacionales Americanos FCC Comisión Federal de Comunicaciones UE Unión europea ARESEP Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos MINAET Ministerio del Ambiente, Energía y Telecomunicaciones ICE Instituto Costarricense de Electricidad xvi RESUMEN El presente proyecto de investigación pretendió analizar el manejo de la normativa sobre campos electromagnéticos generados por las antenas de telefonía móvil en Costa Rica. Para ello se realizó una búsqueda bibliográfica que abarcó conceptos elementales sobre el CEM, así como los posibles efectos biológicos en la salud, y la normativa actual que se encarga de regular su uso y exposición máxima ante los tejidos humanos. Posteriormente se realizó, con carácter representativo, un trabajo de campo en coordinación con la Superintentencia de Telecomunicaciones (SUTEL), en el cual se realizaron mediciones de CEM en el área de Bello Horizonte, en Escazú, ubicado en la provincia de San José. Las variables estudiadas trascendentales fueron el campo eléctrico, el campo electromagnético, la frecuencia eléctrica de las señales de radiofrecuencia. En general se obtuvo como resultado que innumerables estudios realizados en Costa Rica y alrededor del mundo, incluido el efectuado en Bello Horizonte de Escazú, indican que los niveles de exposición ante CEM no sobrepasan los estándares más utilizados a nivel mundial, y que no se encuentra un estudio que concluya efectos biológicos perjudiquen al ser humano. Se concluye que en Costa Rica hay un decreto que establece los límites de exposición que aportan las torres de telecomunicaciones, dichos límites están siendo cumplidos por los diferentes proveedores de telefonía móvil, son evaluados por la SUTEL y el Ministerio de Salud como ente rector de la salud en Costa Rica. xvii CAPÍTULO 1: Introducción Desde antes de los albores del siglo XX, el ser humano ha estado intensamente vinculado con la utilización de las radiaciones electromagnéticas, muchas veces sin siquiera percatarse de ello. La energía eléctrica produce campos electromagnéticos que pueden oscilar entre cantidades tan pequeñas como 3 kHz, como en trenes de levitación magnética, sistemas de diagnóstico médico y refrigeradoras, hasta valores tan altos como 300 GHz, encontrados en aparatos de uso tan común como sistemas antirrobo, teléfonos celulares y hornos de microondas, tan usualmente utilizados por las personas quienes, en su mayoría, no tienen noción de cuál es la potencia de exposición ni por cuánto tiempo deberían exponerse a ciertos tipos de radiaciones y frecuencias. La población humana en general está desinformada, principalmente en el uso de los equipos. Los seres vivos han convivido durante más de medio siglo con las radiaciones electromagnéticas, sin embargo, dada la nueva revolución tecnológica de la era de la telecomunicación en masa, conforme avanza la implementación de nuevos medios de transmisión y difusión de datos a través de campos electromagnéticos, ha causando preocupación en algunos sectores de la población, sobre si podría haber alguna afectación permanente en los seres humanos, animales y plantas. El presente proyecto de investigación pretende recopilar los conceptos principales de la teoría de los campos electromagnéticos, para luego proceder a analizar las investigaciones realizadas por diferentes grupos multidisciplinarios alrededor del mundo sobre sus efectos en la salud humana. Posteriormente, se plantea un enfoque analítico de los efectos tanto en 19 20 la población civil y la salud ocupacional en Costa Rica, la normativa vigente respectiva a la instalación, manejo, utilización y distribución de los campos electromagnéticos, para finalmente realizar recomendaciones en cuanto a medidas de protección. 1.1 Objetivos 1.1.1 Objetivo general Evaluar la aplicación de la normativa sobre campos electromagnéticos generados por las antenas de telefonía móvil en Costa Rica. 1.1.2 Objetivos específicos Determinar si se cuenta con datos sobre posibles efectos producidos por los campos electromagnéticos generados por las antenas de telefonía móvil en la salud del ser humano. Contrastar reglamentos y normas nacionales e internacionales en relación con los campos electromagnéticos en antenas de telefonía móvil. Analizar los mecanismos de medición de campos electromagnéticos de las antenas de telefonía móvil, que son utilizados por la Superintendencia de Telecomunicaciones (SUTEL). Elaborar un conjunto de recomendaciones que permitan una instalación de antenas de telefonía móvil sin sobrepasar los límites de exposición establecidos por la normativa vigente. 21 1.2 Metodología 1.2.1 Fuentes de información A continuación se definen las dos categorías de fuentes de información que se van a utilizar para desarrollar este proyecto, ambas para poder cumplir con los objetivos propuestos y concluir el trabajo exitosamente. Hay que recalcar que toda la información será sustraída de fuentes confiables y formales, para poder asegurar que cada procedimiento a seguir para alcanzar los objetivos son los correctos, ya que esta información guiará el trabajo para poder cumplirlos con la mejor calidad posible. 1.2.1.1 Fuentes Primarias de información Las fuentes primarias se refieren a aquellos portadores cuya información no ha sido documentada, para esto se realizarán entrevistas personales a diversos expertos en el tema y que actualmente están involucrados en los procesos de medición de campos electromagnéticos, concretamente a los ingenieros electricistas Allan Corrales y Josué Carballo, quienes cuentan con experiencia en radiaciones electromagnéticas emitidas por antenas de telefonía celular, administración y mediciones prácticas en el Departamento de Calidad y Reclamaciones de la Superintendencia de Telecomunicaciones, así como una coordinación con la ingeniera María Cordero del Ministerio de Salud Pública, especialista en electromedicina; además de una entrevista al arquitecto Mauricio Ordoñez que ha mostrado alguna preocupación con el tema de normativas a nivel nacional e internacional. 22 Todas estas fuentes de información primaria están estrechamente vinculadas con los objetivos que posee el trabajo, para los cuales será de mucha importancia poder desarrollar estas entrevistas y así lograr mayor confiabilidad del proyecto que se está realizando. 1.2.1.2 Fuentes Secundarias de información Las fuentes secundarias son aquellas que se encuentran documentadas, por lo que la información está a disposición de toda persona que la necesite. Entre las fuentes recopiladas se encuentran diversos textos, estudios y normativas relacionados con el tema en cuestión. Todos los documentos que se van a utilizar para fundamentar el trabajo, serán fuentes confiables que permitan darle credibilidad al proyecto que se quiere desarrollar. Entre algunos documentos que se destacan necesarios para el capítulo 2 de conceptos teóricos están: “Radiaciones electromagnéticas y ordenadores” [1], publicado por Maceiras et.al, y “Conceptos Básicos de Electricidad” [3], publicado por el Grupo Electromagnético de Bélgica. Otros medios que contribuirán ampliamente al desarrollo del proyecto serán diversas fuentes documentales vinculadas directamente con el tema a desarrollar, y se consideran de carácter indispensable ya que provienen de instituciones de reconocimiento a nivel mundial, entre las que están: la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Superintendencia de Telecomunicaciones (SUTEL), el Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE, la Unión Internacional de las Telecomunicaciones (UIT), la International Commission on Non Ionizng Radiation Protection (ICNIRP), entre otros; lo cual por medio de investigacio- 23 nes o normativas que estas entidades hayan elaborado y rijan actualmente en el país, se cumplirá con el objetivo del proyecto. 1.2.1.3 Investigación Mixta En este tipo de investigación se combina la investigación documental y la de campo, donde se pretende que con ambas se consolide de mejor manera la información para lograr cumplir con los objetivos. En este caso la información documental serán básicamente las mencionadas anteriormente como fuentes secundarias, que incluye normativas, documentos confiables de sitios virtuales, material suministrado por fuentes primarias, etc. Para la investigación de campo, se utilizarán las entrevistas que ayudarán a obtener información de personas con afinidad y experiencia en el tema, además de una visita al sitio Bello Horizonte con personal de la SUTEL y el Ministerio de Salud, para poder realizar mediciones de campos electromagnéticos y así cumplir con los objetivos específicos, ya que una vez que se lleve a cabo este proceso del trabajo, se podrán complementar los resultados con la teoría y culminar con el propósito del proyecto. 24 CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico 2.1 Visión General del Campo Electromagnético Los campos electromagnéticos (CEM) forman una parte fundamental del funcionamiento de la naturaleza y han estado presentes desde la formación del universo; el planeta Tierra no ha sido la excepción. Durante el siglo veinte, la exposición ambiental a fuentes de CEM provocadas por el hombre ha crecido considerablemente debido al incremento de nuevas tecnologías, tanto de transmisión de electricidad como de telecomunicaciones. Las personas están expuestas todo el tiempo a diversos campos eléctricos y magnéticos a frecuencias diferentes dentro del llamado espectro electromagnético. En física se denomina campo a la zona del espacio donde se manifiestan fuerzas; por ejemplo, el campo gravitatorio sería la zona donde hay una fuerza gravitatoria, responsable de que los cuerpos tengan un determinado peso. Los CEM se encuentran conformados por un elemento de campo eléctrico y uno de campo magnético, ambos dependientes entre sí. Los campos eléctricos presentan una relación directa con la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, pues cuanto más elevado sea el voltaje, más fuerte será el campo resultante. Los campos magnéticos, por su parte, se presentan cuando existen cargas eléctricas en movimiento, es decir, corrientes eléctricas. En presencia de corriente, la magnitud del campo magnético cambiará con el consumo de potencia, pero la fuerza del campo eléctrico se mantendrá constante. De esta manera, un CEM se presentará en zonas donde existan simultáneamente ambas componentes eléctrica y magnética. 25 26 2.1.1 Origen de los CEM Los CEM son originados desde diferentes tipos de fuentes, se pueden dividir en fuentes naturales y fuentes artificiales o creadas por el ser humano. En el planeta existen diferentes CEM producidos por fenómenos naturales. Los campos eléctricos se manifiestan ante la interacción de diferencias de potencial entre puntos diferentes, por ejemplo, las cargas eléctricas presentes en la atmósfera y su comportamiento eléctrico respecto al nivel de la corteza terrestre, lo cual genera descargas eléctricas conocidas como rayos. Asimismo, el planeta Tierra cuenta con un campo magnético propio, el cual es utilizado por animales como aves o peces para sus mecanismos de orientación en el espacio. Por otro lado en el espectro electromagnético hay también fuentes generadas por el hombre, como los rayos X, los campos generados por la transmisión y distribución de la electricidad, así como la radiofrecuencia, es decir, las magnitudes de alta frecuencia utilizados por los distintos dispositivos de telecomunicaciones y transmisión de información, como aquellos encontrados en antenas de televisión, telefonía móvil y estaciones de radio. Para comprender plenamente el concepto de CEM, se debe analizar cada uno de los dos componentes que lo forman, lo cual se realizará en los siguientes dos apartados. 2.1.2 Concepto de Campo Eléctrico El campo eléctrico E es un campo que origina fuerzas que actúan sobre las cargas eléctricas y que a su vez se produce en presencia de cargas eléctricas. Al resultar ser un campo de fuerza se trata de una magnitud vectorial, es decir caracterizada por una intensidad y una 27 dirección, las cuales, en un punto dado del espacio, pueden ser variables con el tiempo, como es el caso de las instalaciones eléctricas que operan con corriente alterna. En coordenadas cartesianas: E(x,y,z,t) = Ex(x,y,z,t) ux + Ey(x,y,z,t) uy + Ez(x,y,z,t) uz (2.1-1) siendo ux, uy, uz, los vectores unitarios asociados a los ejes x, y, z del sistema cartesiano elegido, y Ex, Ey, Ez las componentes del vector E en ese sistema. Se presenta un campo eléctrico asociado en cualquier instalación eléctrica sometida a una tensión o diferencia de potencial distinta de cero. En corriente alterna, el campo eléctrico se comportará de forma variable en el tiempo, y tendrá la misma frecuencia que el voltaje aplicado al sistema. Cuando los campos eléctricos son variables, para efectos prácticos de estudios o evaluación de la energía se utiliza un valor eficaz conocido como “root mean square” (valor cuadrático medio “RMS”, por sus siglas en inglés), en lugar de un valor instantáneo en el tiempo. La unidad de medición del campo eléctrico es el Volt por metro (V/m). La intensidad de dicho campo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada al medio conductor, e inversamente proporcional a la distancia del punto de medición. No obstante, se deberá analizar concretamente la compleja geometría de las instalaciones eléctricas antes de afirmar el comportamiento con respecto de la distancia. Asimismo, mediante técnicas de bloqueo y disminución de la intensidad de campo eléctrico, a través de materiales conductores y aislantes de la electricidad, se puede disminuir del campo en estudio. 28 2.1.3 Concepto de Campo Magnético Como contraparte del campo eléctrico, cuya presencia se daba ante cargas eléctricas en el espacio, existirá un campo magnético B originado cuando dichas cargas se encuentren en movimiento, generando como resultado una corriente eléctrica. Como todo campo de fuerza, consiste en una cantidad vectorial con magnitud y dirección en un punto dado del espacio, y pueden ser variables con el tiempo. En coordenadas cartesianas: B(x,y,z,t) = Bx(x,y,z,t) ux + By(x,y,z,t) uy + Bz(x,y,z,t) uz (2.1-2) siendo ux, uy, uz, los vectores unitarios asociados a los ejes x, y, z del sistema cartesiano elegido, y Bx, By, Bz las componentes del vector B en ese sistema. El campo magnético puede ser estudiado por medio de dos conceptos distintos, la excitación magnética H, la cual consiste en la intensidad de la distribución de las corrientes eléctricas originadas por el campo, y el campo de densidad de flujo magnético B, que proporciona una medida del campo resultante. Dichos campos generalmente son equivalentes en los conductores eléctricos convencionales, aislantes y tejidos biológicos, presentan la misma dirección vectorial y sus dimensiones son proporcionales, no obstante, su tratamiento se realiza a través de unidades distintas. En la práctica los valores suelen expresarse en submúltiplos como el miliGauss (equivalente a Gauss) o el microTesla (equivalente a T). La equivalencia entre ambos es 1 μT = 10 mG. Existe un campo magnético natural continuo en el planeta, el magnetismo terrestre, creado por la rotación de la Tierra y la presencia de las cargas eléctricas de su interior, que puede variar entre valores en el entorno de 270 mG en el Ecuador y de 670 mG en los Polos. 29 2.1.4 Concepto de Campo Electromagnético Un campo eléctrico es producido ante la presencia de cargas eléctricas en el espacio, las cuales a su vez influyen en el movimiento y colocación de otras cargas eléctricas a su alrededor. Cuando dichas cargas adquieren movimiento, generalmente a través de un medio conductor, se produce una corriente eléctrica y por ende un campo magnético alrededor de la trayectoria de movimiento de la corriente en el conductor. A partir de lo anterior, es notable señalar que cuando se encuentra un conductor eléctrico que transmite una corriente, se contará con la presencia de ambos tipos de campo, tanto eléctrico como magnético. Por ello, se le conoce al efecto conjunto de ambos campos como “CEM” o campo electromagnético. A partir de lo anterior, se desprende que los conductores eléctricos energizados y que transportan corriente son fuentes a la vez de campos eléctricos al ser el soporte de cargas eléctricas; y de campos magnéticos, al estar dichas cargas en movimiento. Por este motivo, se habla de CEM al estar en presencia simultánea de ambos campos. Todo campo electromagnético variante en el tiempo transportará energía y será capaz de inducir tanto campos eléctricos como magnéticos en otros cuerpos. 2.1.5 Clasificación de los CEM Una onda electromagnética, al ser una entidad física conformada por un campo eléctrico y un campo magnético, que se propagan conjuntamente en el espacio a la velocidad de la luz, tiene magnitud, dirección, frecuencia y transporta energía. Los efectos sobre los cuerpos físicos de las ondas electromagnéticas dependen de su frecuencia (longitud de onda). Inte- 30 resan siete tipo de ondas: radiofrecuencias o radioeléctricas, microondas, infrarrojas, visibles, ultravioletas, rayos X y rayos gamma. Otra posible división sería en radiaciones de muy baja frecuencia (VLF), baja frecuencia (LF), frecuencia intermedia (MF), alta frecuencia (HF) y muy alta frecuencia (VHF). Toda radiación, no obstante, puede ser clasificada dentro de dos grandes grupos, tratados a continuación. 2.1.5.1 Radiación No Ionizante Son aquellas comprendidas en frecuencias desde los 0 Hz, hasta el ultravioleta. Los efectos de estos tipos de radiación, hasta el momento, han sido difíciles de concretar, no obstante se ha demostrado que no presentan la capacidad de desprender electrones de los cuerpos, ni de romper enlaces químicos, como se ha demostrado que lo realiza su contraparte, la radiación ionizante. Sin embargo, hay una preocupación por el público en general en cuanto a los posibles impactos en la salud ejercidos por este tipo de radiación, como en el caso de las microondas, las cuales han comenzado a ser objeto de estudios incipientes. A pesar de no presentar un riesgo mayor para la salud humana, se ha demostrado que los efectos de la radiación no ionizante son directamente proporcionales a la frecuencia con que se transmite. Las microondas, por ejemplo, presentan una magnitud de frecuencia capaz de hacer adquirir un estado de vibración a las partículas de agua y tejidos orgánicos, produciendo un consecuente aumento en la temperatura de los cuerpos. 31 No obstante, se ha demostrado que a pesar de dicho aumento en la temperatura, la radiación no ionizante no será capaz de ionizar los tejidos vivos, es decir, no podrá desprender los electrones de las moléculas ni realizar cambios físicos o químicos en los mismos. 2.1.5.2 Radiación Ionizante Se encuentran a partir de las frecuencias altas de ultravioleta en el espectro electromagnético. Se ha demostrado que tienen la capacidad para provocar cambios físicos y químicos en los tejidos vivos y presentan efectos mucho mayores que su complemento no ionizante. Con energía suficiente para desprender electrones de los átomos y destruir enlaces químicos en las moléculas de los seres vivos, constituye el tipo de radiación más peligrosa y la que es objeto de mayor estudio. Los efectos de la radiación ionizante se presentan por la dosis de absorción, es decir, a cuánto tiempo y cuánta cantidad de radiación está expuesto un tejido vivo. En cantidades bajas generalmente son tolerables, pero conforme aumenta el tiempo y la intensidad de exposición crece el riesgo de sufrir efectos nocivos. Otro factor que interviene en el mecanismo de respuesta del organismo ante cierta cantidad y tiempo de radiación es la susceptibilidad propia de las células de cada organismo en específico. 2.1.5.3 El espectro electromagnético Ambos tipos de radiación tratados en los dos apartados anteriores se encuentran dentro del llamado espectro electromagnético, es decir, la distribución del conjunto de las ondas electromagnéticas. En el espectro electromagnético completo, entre las frecuencias extremadamente bajas con longitudes de onda muy grandes, hasta las frecuencias muy elevadas, como 32 los rayos-X o los rayos gamma (γ), se encuentran las ondas de radio y las microondas, pero también otras radiaciones electromagnéticas como la radiación infrarroja, la luz visible o la radiación ultravioleta. A continuación se presenta una figura comparativa entre los dos tipos de radiación, tanto ionizante como no ionizante (Fig. 2.1). Figura 2.1: Comparación de la radiación ionizante y no ionizante en el espectro electromagnético1 A partir de la figura comparativa anterior, se puede proceder a identificar los campos electromagnéticos ubicados dentro del rango de radiación no ionizante los cuales pueden ser clasificados en tres grandes categorías: · CEM de baja frecuencia y extremadamente baja o frecuencia industrial (desde 3 hasta 300 Hz): producidos por las redes de transmisión y distribución de energía eléctrica, 1 Figura tomada de: [1] Maceiras, L. et al. “Radiaciones electromagnéticas y ordenadores”. Consultado el 5/11/11. Dirección web: http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd27/ordenadores.pdf 33 las antenas de telefonía móvil y los electrodomésticos utilizados comúnmente en los hogares. · CEM de frecuencia intermedia (entre 300 Hz y 10 MHz): encontrados en computadoras, sistemas de alarma, de seguridad y transmisiones de radio de amplitud modulada. · CEM de alta frecuencia (entre 10 MHz y 300 GHz): producidos por sistemas televisivos, hornos de microondas, teléfonos celulares, entre otros. 2.2 El sistema eléctrico Una de las principales fuentes de transmisión y difusión de campos electromagnéticos es el sistema eléctrico, encargado de llevar la electricidad y la potencia eléctrica a todos los sitios de la civilización humana donde se necesite. Hoy en día, la creciente demanda de potencia, directamente proporcional al aumento de la población mundial que para el año 2011 alcanza los 7 mil millones de personas, requiere un aumento equivalente de torres y líneas de transmisión y distribución para el sistema eléctrico. 2.2.1 Definición de sistema eléctrico Un sistema eléctrico puede ser definido como “el conjunto de elementos que hacen posible disponer de energía eléctrica en cualquier punto en el que se considere adecuada o necesaria su utilización” [3]. Es caracterizado por tres elementos principales: frecuencia, corriente y tensión. La tensión o diferencia de potencial constituye el trabajo necesario para mover las cargas eléctricas entre dos puntos de un sistema, medida en volt (V). La intensidad, también conocida como corriente, es el movimiento de las cargas eléctricas a través de un 34 medio conductor o a lo largo de un circuito en el tiempo, su unidad de medida es el Ampère (A). La corriente eléctrica puede ser de dos tipos: continua, que es la que fluye en un solo sentido, como aquella producida por una pila eléctrica; y alterna, es decir la que cambia de sentido periódicamente con el tiempo. Este cambio de sentido es una magnitud conocida como frecuencia, la cual se expresa en ciclos por segundo, o Hercios (Hz), donde 1 Hz es equivalente a un ciclo por segundo. Para el sistema el sistema eléctrico la frecuencia eléctrica puede variar entre 50 Hz, para comunidades europeas, mientras que en lugares como Estados Unidos, Canadá y América Latina tiene un valor de 60 Hz. Se desprende de dichos valores que la frecuencia nominal del sistema eléctrico se encuentra dentro del rango de frecuencia extremadamente baja, o frecuencia industrial. 2.2.2 Elementos del sistema eléctrico Todo sistema eléctrico convencional presenta ciertos elementos básicos interconectados entre sí. La energía eléctrica comienza por ser producida en centros de generación, es enviada por medio de líneas de transporte de alta tensión (AT) a subestaciones transformadoras (AT/MT), la cual a su vez se transporta mediante líneas de distribución en media tensión (MT) a centros de transformación de mediana a baja tensión, para su inmediata disponibilidad a los consumidores, a los cuales la electricidad llega mediante líneas de distribución de baja tensión (BT) hasta sus aparatos de medida y elementos de consumo de potencia. 35 La energía eléctrica comienza a ser producida en las estaciones generadoras. Estas utilizan como recurso energético dos tipos de fuentes: las renovables, como las hidráulicas, eólicas y solares; y las no renovables, entre ellas el carbón, el gas natural y la energía nuclear. Las líneas de transporte en alta tensión son utilizadas para transportar de forma eficiente la energía eléctrica a través de largas distancias, desde las estaciones de generación hasta las de transformación de alta a mediana tensión, para así satisfacer la demanda creciente de los centros de consumo y disminuir la intensidad de corriente y el número de líneas necesarias para transportarla. Forman una red que cubre todo el territorio de un país y permiten el suministro de la energía desde los centros de generación. Rondan rangos de tensión entre los 30.000 V y los 400.000 V. Una vez que la electricidad ha sido llevada a través de las líneas de AT, las estaciones transformadoras AT/MT adecúan la tensión a un nuevo valor de distribución o a una red de distribución de MT. Las líneas de distribución de MT llevan la energía a nuevos centros de transformación, en poblaciones grandes suelen formar mallas que se unen unas con otras para llegar hasta los centros de transformación MT/BT. Sus valores de voltaje rondan entre los 1000V hasta los 30000V. Los centros de transformación MT/BT reducen drásticamente el valor de tensión a un nivel manejable para los consumidores, generalmente los domésticos, que requieren usualmente menos de 1000 V. Estas cantidades de tensión llevan la corriente hasta los lugares de consumo, la cual es cuantificada por aparatos de medición, que facilitan su comercialización, y 36 detectan la cantidad de energía utilizada por los elementos consumidores como aparatos, máquinas, electrodomésticos, entre otros. 2.2.3 Relación entre los CEM y el sistema eléctrico La electricidad usada por los distintos dispositivos de consumo produce tanto campos eléctricos como magnéticos. El campo eléctrico existirá siempre que haya cargas eléctricas presentes, mientras que el campo magnético surgirá en el tanto que dichas cargas se encuentren en movimiento, es decir cuando hay un flujo de corriente eléctrica. La Figura 2.2 muestra claramente, mediante un esquema que será familiar para el lector, el comportamiento de ambos tipos de campo en un aparato de uso común. Figura 2.2: Comportamiento del campo eléctrico y magnético respectivamente2 Tanto el campo magnético como el eléctrico disminuyen rápidamente conforme aumenta la distancia desde la fuente que lo produce. Así mismo, cuanto mayor sea la intensidad de la 2 Figura tomada de: [4] Grupo Electromagnético de Bélgica. “Conceptos básicos de electricidad”. Consultado el 14/11/11. Dirección web: http://www.bbemg.ulg.ac.be/UK/2Basis/efmf.html 37 corriente eléctrica que recorre un elemento conductor, mayor será el campo magnético que genere. Las líneas de transmisión, distribución y los aparatos de consumo eléctrico recibirán un flujo de corriente eléctrica, el cual, como ya se ha mencionado, será responsable de la producción de campos electromagnéticos cuya medición dependerá de la intensidad de corriente, y las distancia dada al punto de medición. Como ya se ha mencionado, la frecuencia de una onda electromagnética determinará el tipo de efectos que puede producir en los tejidos vivos. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor es la distancia entre un ciclo de onda y el siguiente, y por tanto mayor cantidad de energía transmitirá. El transporte de energía eléctrica se realiza a una frecuencia extremadamente baja, para minimizar las pérdidas de energía en forma de ondas. Los CEM situados, por ejemplo, en el espectro de frecuencias de un horno de microondas tienen suficiente energía para generar calor, pero no para producir ionización de la materia, y por tanto se encuentran dentro del rango de radiaciones no ionizantes. Los campos generados por la red eléctrica y los aparatos de consumo tienen una frecuencia, a lo sumo, de 60 Hz, lo cual constituye un nivel de energía muy bajo que no produce ni calor ni ionización. 2.3 El sistema de telecomunicaciones Un segundo y complejo sistema que se basa en la transmisión de información mediante radiaciones electromagnéticas son los sistemas de telecomunicaciones. Consiste en una técnica de transmisión de datos de un punto a otro; incluye en la actualidad a los servicios de 38 telefonía, televisión, servicio de red de internet e interconexión de computadoras alrededor del planeta. Normalmente la transmisión se realiza por medio de cables, medios de fibra óptica, y sistemas electromagnéticos. En 1873, James Maxwell elaboró el concepto de onda electromagnética, mediante el cual concluyó que era posible propagar ondas por el espacio libre, usando descargas eléctricas, lo cual fue corroborado por Heinrich Hertz en 1887. Este último desarrolló el primer transmisor de radio, el cual generaba radiofrecuencias entre los 31 MHz y 1.25 GHz. 2.3.1 La señal Una señal de telecomunicaciones está conformada por una serie de ondas y pulsos eléctricos. Esta atraviesa un camino conductor de electricidad, para el caso de los medios físicos, con la fibra óptica, en la cual los pulsos no son eléctricos sino luminosos y el medio conductor es la luz. En el caso de los medios inalámbricos, la señal viaja por el aire o el espacio vacío, sin necesidad un medio físico para su transmisión. 2.3.2 Elementos de un sistema de telecomunicaciones Un sistema de telecomunicaciones está conformado por al menos cuatro elementos. En primer lugar se encuentra el transmisor, el cual es el responsable de enviar la señal inicial. Este mensaje es enviado a través de un segundo componente, el medio de transmisión o línea, el cual se mueve a través de un canal, como la fibra óptica o el espacio vacío, hasta finalmente alcanzar al último componente: el receptor. El transmisor se encarga de transformar o codificar los mensajes para conformar una señal. El medio de transmisión, sea alámbrico o inalámbrico, tiene la capacidad de degradar la 39 señal durante el trayecto de transmisión pues, como es conocido, ningún sistema está libre de perturbaciones; en el sistema de telecomunicación ello se traduce en una señal de ruido o interferencia que distorsiona la señal original, y es propia del canal de transmisión. Por ello, el receptor final de la señal deberá contar con un mecanismo de decodificación capaz de recuperar los datos del mensaje transmitido, dentro de ciertos límites de perturbación de la señal. En caso de que el receptor final se trate de un ser humano, la recuperación del mensaje es realizada por la mente del mismo, la persona será capaz de comprender el mensaje siempre que se pueda interpretar de forma clara. 2.3.3 Las antenas de telecomunicaciones La antena es el componente más importante de un sistema de telecomunicaciones, ya que está diseñada para enviar o recibir ondas electromagnéticas con información. Su principal función es guiar y transmitir las ondas, sean estas trasegadas a través de conductores o propagadas en el espacio libre. Su principal utilización en la actualidad es difundir señales de radio, televisión, equipos portátiles y telefonía móvil. Uno de los parámetros más importantes que definen y delimitan el funcionamiento de una antena es el llamado diagrama de radiación, cuyo concepto será de importancia para el presente análisis. Consiste en una representación gráfica de las características de la radiación de la antena, en función de la dirección angular en el espacio. Para ello se utiliza un sistema de coordenadas esféricas, de forma tal que la distribución espacial tridimensional de la radiación emitida por un antena se especificará en función de tres coordenadas básicas: el ra- 40 dio ⃗r y dos dimensiones angulares denominadas ⃗θ y ⃗φ . Su localización en el espacio se ilustra en la Fig. 2.3. Figura 2.3: Parametrización espacial a través de las coordenadas esféricas 3 Tanto el CEM como la densidad de potencia irradiada pueden ser representadas como cantidades vectoriales (con magnitud y dirección), ya sea en forma tridimensional pura, o realizando un corte transversal a su representación tridimensional para observar un comportamiento bidimensional, cuya escala podría ser lineal o logarítmica. Una representación clásica de un campo tridimensional de una antena de telecomunicaciones, se presenta a continuación. 3 Figuras tomadas de: [6] Ferrando, M., Alejandro V. “Introducción a los parámetros de antenas”. Universidad Politécnica de Valencia. Depto. de Comunicaciones. Consultado el 3 de marzo de 2012. Dirección web: http://www.upv.es/antenas/Documentos_PDF/Notas_clase/Tema_1.PDF 41 Figura 2.4: Representación tridimensional típica de un CEM para una antena3 Como se observa en la figura anterior, al realizar un corte transversal (representado como un plano horizontal), se puede obtener una vista bidimensional de la misma figura, la cual es práctica, ya que la mayoría de fabricantes de antenas suelen incluir en sus hojas de fabricante diseños bidimensionales, como el representado en la Fig. 2.5. Figura 2.5: Representación bidimensional para la Fig. 2.44 4 Figura tomada de: [6] Ferrando, M., Alejandro V. “Introducción a los parámetros de antenas”. Universidad Politécnica de Valencia. Depto. de Comunicaciones. Consultado el 3 de marzo de 2012. Dirección web: http://www.upv.es/antenas/Documentos_PDF/Notas_clase/Tema_1.PDF 42 2.3.4 Relación entre las telecomunicaciones y el espectro de los CEM La telefonía móvil, en contraste con la telefonía fija, presenta en su diseño un sistema de emisión y recepción, lo cual le permite conectarse con una antena de emisión-recepción de telefonía móvil, ubicada en diferentes puntos de cualquier ciudad. Es gracias a esta interacción que se puede establecer comunicación con otro teléfono. La comunicación entre teléfono y antena es realizada a través de ondas electromagnéticas, de generación artificial llevada a cabo por ambos sistemas. En el momento en que las ondas electromagnéticas han llegado desde un teléfono hasta la antena más cercana, estas son transformadas para ser traducidas a la red telefónica convencional. Las estaciones base de antenas crean a su alrededor un CEM en el cual actúan las distintas radiaciones electromagnéticas. “Esta radiación de radiofrecuencia es no ionizante, y sus efectos biológicos son esencialmente diferentes de los de la radiación ionizante, producida por máquinas de rayos X o por desintegración de isótopos radiactivos”. [5] La forma en que los tejidos vivos pueden interactuar con una emisión CEM dependerá de la frecuencia de emisión. Las ondas de radio, de rayos X y los campos CEM emitidos por las líneas de transmisión eléctrica forman parte del espectro electromagnético, caracterizados cada una por su frecuencia. A frecuencias demasiado altas, como en los rayos X, las ondas EM tienen suficiente energía para romper los enlaces químicos por ionización de la materia viva. A frecuencias más bajas, como las usadas en telecomunicaciones, “la energía es considerada demasiado baja para romper enlaces químicos, por lo que se consideran a estas radiaciones no ionizantes”. [5] 43 Como se ha analizado, el principal factor que debe tomarse en cuenta a la hora de establecer construcciones como edificios o casas de habitación cercanas a una antena de telecomunicaciones, es el comportamiento de la radiación emitida. Tal y como se presentó en la Fig. 2.5, existirá un lóbulo transversal, cuya densidad máxima de radiación se encontrará en los puntos directamente perpendiculares al eje vertical de la antena. Construcciones cuya altura sea cercana a dicho eje de potencia máxima se verán afectadas por una mayor exposición no prevista ante esa radiación. 2.4 Medición de Campos Electromagnéticos El organismo más reconocido a nivel internacional que da recomendaciones para la medición de los campos electromagnéticos es la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) específicamente en su sector de normalización de las telecomunicaciones de esta misma entidad, quienes han emitido las recomendaciones como las UIT-T K.52 y UIT-T K.61 las cuales han sido adoptadas en Costa Rica mediante el decreto N° 36324-S de la Gaceta N° 25 del 04 de febrero del 2011 y por lo tanto deben seguirse para la realización de las mediciones de los campos electromagnéticos en el espectro radioeléctrico. 2.4.1 Procedimiento Según la recomendación UIT-T.K52 señala 4 pasos que ayudan a cumplir con los límites de seguridad de la exposición de las personas a los campos electromagnéticos establecidos y son: 1. Identificar los limites de conformidad adecuados 44 2. Determinar si es necesario evaluar los campos electromagnéticos y así determinar la necesidad de instalar los equipos de medición. 3. Si se requiere la evaluación la misma puede realizarse por medio de cálculos o bien directamente con mediciones. 4. Si con la evaluación se determina que puede estarse sobrepasando los límites de exposición pertinentes en zonas donde puede haber personas se deben tomar las medidas correspondientes para reducir o evitar las exposiciones. Por lo tanto lo primero que se debe hacer es determinar el tipo de zona de exposición a los campos electromagnéticos a evaluar según la recomendación de la UIT en K.52, entre estas zonas se tienen: Zona de conformidad: en esta zona la exposición potencial al campo electromagnético está por debajo de los límites aplicables a la exposición ocupacional/controlada y a la exposición no controlada del público en general. Zona de ocupación: En la zona ocupacional, la exposición potencial al EMF está por debajo de los límites aplicables a la exposición controlada/ocupacional, pero sobrepasa los límites aplicables a la exposición no controlada del público en general. Zona de rebasamiento: En la zona de rebasamiento, la exposición potencial al EMF sobrepasa los límites aplicables a la exposición controlada/ocupacional y a la exposición no controlada del público en general.[2] Estas zonas se representan en la siguiente figura 2.6: 45 Figura 2.6: Zonas de exposición potencial a campos electromagnéticos 5 Una vez determinadas estas zonas se debe pensar en tres posibles casos antes de realizar mediciones de campos electromagnéticos: 1. Cuando se conoce la fuente del campo electromagnético y al menos una de sus características. Y el campo electromagnético procedente de otras fuentes es despreciable. Siendo objetivo principal determinar la intensidad de los campos emitidos por esta fuente. 2. Las fuentes del campo electromagnético son desconocidas. El objetivo es determinar la fuente que lo genera. 5 Figura tomada de: [13] U.I.T. (2000). “Recomendación UIT-T K.52, Orientación sobre el cumplimiento de los límites de exposición de las personas a los campos electromagnéticos”. 47 pp. 46 3. Determinar la conformidad en un emplazamiento concreto y si se observa que no existe dicha conformidad, averiguar la contribución relativa de las fuentes a la no conformidad. Para el caso en cuestión de esta investigación interesa el caso 1, por lo tanto debe conocerse el rango de frecuencias de emisión, la potencia transmitida, la polarización y el diagrama de antena pueden conocerse de forma aproximada. Por consiguiente, las mediciones pueden centrarse en la gama de frecuencias de interés. Es recomendable hacer una estimación de la intensidad de campo y tomar en cuenta las características más importantes de la fuente de radiación con el fin de determinar la instrumentación adecuada por utilizar. Para el caso 2, puede que sea necesario comprobar todo el espectro de frecuencias. Una alternativa consiste en realizar una medición con una sonda de banda ancha que integre varias frecuencias. El caso 3 es una ampliación del caso 2. Si las mediciones iniciales indican que no hay conformidad, es necesario realizar mediciones selectivas en frecuencia utilizando, por ejemplo, una antena y un analizador de espectro. 2.4.2 Regiones de Campo Es necesario para las mediciones conocer las propiedades de los campos electromagnéticos para su medición y evaluación, por ejemplo las componentes eléctrica y magnética puede ser necesaria medirlas en el campo cercano no radiante. Por lo tanto, es importante conocer los límites de cada región de campo antes de iniciar el procedimiento de verificación de la conformidad. 47 Zona de campo cercano no reactivo: Es la región de campo cercano que rodea a la antena y donde predomina el campo reactivo. Se supone generalmente que esta región se extiende hasta una distancia de una longitud de onda a partir de la antena. Zona de campo cercano reactivo radiante: En el límite de la zona de campo cercano reactivo, puede definirse una región de transición donde el campo radiante comienza a ser importante en comparación con la componente reactiva. Esta región exterior se extiende hasta unas pocas longitudes de onda (3λ) a partir de la fuente electromagnética. Zona de campo cercano radiante: es la región del campo de una antena situada entre el campo cercano reactivo y la región de campo lejano donde predomina el campo de radiación. Esta región existe únicamente si la máxima dimensión D de la antena es grande en comparación con la longitud de onda λ. Zona de campo lejano radiante: Región del campo donde la distribución de campo angular es fundamentalmente independiente de la distancia desde la antena y la densidad de potencia radiada [W/m2] es constante. 48 Figura 2.7: Regiones de campo entorno a la fuente electromagnética 6 Variabilidad de la fuente: Las antenas de telecomunicaciones a veces son variables y la variabilidad de la potencia transmitida y del diagrama de antena son especialmente importantes. Presentando un obstáculo para las mediciones ya que puede que no se conozca el estado exacto en que se encuentra el transmisor en el instante de realizar la medición. Variabilidad de la potencia: La potencia transmitida por un sistema de telecomunicaciones podría variar debido al control automático de potencia o a la variabilidad en la utilización del canal. El control automático de potencia ajusta la potencia de salida para compensar las condiciones de propagación adversas. 2.4.3 Instrumentación Se debe considerar algunas características de los instrumentos de medición por ejemplo: Gama de Frecuencias: Los de banda ancha y los de banda estrecha. 6 Figura tomada de: [14] U.I.T (2003). “Recomendación UIT-T K.61, Directrices sobre la medición y la predicción numérica de los campos electromagnéticos para comprobar que las instalaciones de telecomunicaciones cumplen los límites de exposición de las personas”. 49 Directividad de la antena: La respuesta de la antena puede ser isótropa o directiva. En el caso de dispositivos isótropos, cabe esperar que la respuesta sea independiente de la dirección del campo electromagnético incidente. Cuando el dispositivo es directivo, la respuesta será dependiente de dicha dirección. Los dispositivos directivos normalmente están polarizados y presentan una simetría axial en el diagrama de radiación. En consecuencia, es necesario realizar las rotaciones adecuadas del dispositivo para la reconstrucción del campo. Cantidad medida: La mayoría de los dispositivos miden el campo eléctrico o el campo magnético. La distinción es importante en el caso de la región de campo reactivo. En la región de campo lejano, es posible medir la componente de campo eléctrico o la componente de campo magnético y determinar la densidad de potencia equivalente. Sin embargo, se prefiere normalmente los dispositivos de medición de la componente de campo eléctrico. La densidad de potencia equivalente en la región de campo lejano se calcula a partir del campo medido. Selección del equipo: se determinada por algunos factores, entre los que puede citarse: las normas existentes que deben satisfacerse, el número y las características de las fuentes de campo electromagnético y las regiones de campo. Los instrumentos de medición de los campos electromagnéticos se dividen en tres partes: la punta de prueba el transmisor y el medidor. La punta de prueba consiste en una antena en combinación con un sensor o detector. El diseño y las características de este determinan en gran medida el desempeño y la aplicación del medidor. La salida de la punta de prueba con una respuesta a la frecuencia plana (es decir sin atenuar o amplificar ninguna frecuencia 50 dentro del ancho de banda del aparato) es una medición directa de la intensidad del campo electromagnético. Sin embargo, existen puntas de prueba o antenas que han sido diseñadas y calibradas de forma que tengan una respuesta particular para frecuencias determinadas. El transmisor se refiere al componente encargado de transmitir la señal detectada al medidor sin introducir perturbaciones en la misma. La figura 2.9 muestra varios tipos de antenas las cuales son para diferentes rangos de frecuencias por ejemplo. Figura 2.8: Representación del instrumento de medición7 7 2007. Figura tomada de: [18] Mediciones de campo eléctrico en el Área Metropolitana, Walter Montero Amador, Abril 51 Figura 2.9: Tipos de antenas para medición de campos electromagnéticos. 2.4.4 Mediciones Una vez determinado la intensidad del campo que se vaya a medir y que equipo se va a utilizar, se puede empezar con la medición de los campos. Para campos de muy alta intensidad, se debe comenzar en zonas alejadas y acercarse de manera gradual a las zonas de mayor intensidad de campo. En caso de no contar con la información necesaria, se debe primero proceder a conocer las características de la fuente. Esto puede requerir el uso de distintos tipos de equipos, incluyendo analizador de espectros, o medidores de campo con un analizador de espectros incluido. Existen distintas condiciones dependiendo de la distancia de la fuente al equipo y la cantidad de fuentes de radiación. Antes de determinar el nivel de exposición en una ubicación determinada se deben tomar una serie de mediciones en el área en cuestión en un área cuyos lados midan entre uno y 52 dos metros de longitud. El promedio espacial del campo dentro del área debe usarse para compararse con el estándar a utilizar. Mediciones cerca de objetos metálicos deben evitarse existiendo al menos una distancia de tres longitudes de onda de la sonda en referencia con la punta de prueba a utilizar. Debe existir el cuidado de evitar perturbaciones y reflexiones de la onda por efecto de las estructuras de soporte del instrumento de medición así como el cuerpo del operador. Por lo tanto quien realice la medición debe colocar el equipo al lado del cuerpo evitando reflexiones de la onda al medir. Es necesario el uso de puntas de prueba isotrópicas, es decir, independientes de la dirección de la radiación de campo cuando existan varias fuentes de radiación superpuestas. Finalmente, se recomienda el uso de cables de alta resistividad o fibra óptica si es posible. Esto con el fin de minimizar los efectos de reflexión y perturbación del campo a medir. Cada medición o captura de datos con el equipo debe realizarse por un período de tiempo de seis minutos. 2.4.5 Precauciones de seguridad El personal debe tomar las precauciones de seguridad que recomiende el fabricante del equipo por utilizar a la hora de realizar las mediciones. También deben observarse las precauciones contra efectos indirectos tales como las corrientes de contacto. 2.5 El Medidor Selectivo de Radiación SRM-3006 En el transcurso del trabajo de campo realizado, cuyos resultados se encuentran debidamente documentados en el Capítulo 5, se utilizó el equipo SRM-3006. Este es utilizado para realizar medidas selectivas de campos electromagnéticos producidos por ondas de radiofre- 53 cuencia y microondas. El equipo está diseñado para realizar mediciones que pueden ir de los 9 kHz a los 6 GHz, con excelente inmunidad para trabajar ante cantidades muy altas de CEM. Dada la relación entre el campo eléctrico y el campo electromagnético, el aparato centra sus mediciones en el campo eléctrico, pudiendo obtener así mediante fórmulas el campo electromagnético posteriormente. La selección del equipo depende de la frecuencia, las características del campo, el tipo de modulación y el número de fuentes de radiación. Los parámetros de exposición dependen de la fuerza del campo y la densidad de potencia calculada, así como las corrientes inducidas en los tejidos. Antes de iniciar con el proceso de medición, se debe desarrollar una lista de sitios donde se realizarán las mediciones, previa definición de los puntos de acceso a los mismos. Se debe velar por la seguridad del público en general y de los encargados de realizar el proceso de medición. Una vez concluido el proceso en el trabajo de campo, se debe aclarar la incertidumbre de los datos y definir una norma comparativa para los mismos antes de generar el reporte final. El equipo es sensible al ruido de la frecuencia de 60 Hz, por tanto se debe mantener especial cuidado ante las cercanías de líneas de transmisión, así como materiales como fluorescentes, escritorios de nylon, alfombras u otras superficies reflectoras, pues pueden aumentar la incidencia de las radiaciones y generar mediciones alteradas. Asimismo, el procedimiento de medición debe ser realizado con el aparato ubicado de forma perpendicular en el costado izquierdo o derecho del operario, para así evitar el reflejo de ondas de radiación en 54 el cuerpo de la persona y con ello no aumentar la cantidad de intensidad de campo eléctrico medido. Se debe mantener como mínimo una distancia de 50 cm. entre los instrumentos de medición y cualquier superficie obstructora, como techos y paredes. El aparato puede ser utilizado directamente en la mano del operario, lo más lejano posible del cuerpo; o colocado sobre una base trípode de madera para evitar reflexiones. Las mediciones se realizan por un rango de 6 minutos, tiempo suficiente para tomar al menos 100 muestras de valores de campo eléctrico. Una vez finalizado el proceso, y en caso de encontrar problemas con los cumplimientos de las normas y estándares tomados como referencia, se debe evaluar la posibilidad de la relocalización de las antenas de RF, la utilización de materiales de protección para las construcciones aledañas, equipo de protección personal, así como tomar en cuenta la probabilidad de exposición, sobre todo para el público en general. Para la confección del reporte final, se debe analizar el resultado de los datos existentes para la región en estudio, en caso de que existan. Estos deberán incluir preferentemente el radio y altura máxima de influencia pico de densidad de campo eléctrico. Es necesario evaluar, luego del estudio, todas las áreas donde el máximo nivel de exposición sea presentado, así como el nivel en las áreas de uso común normalmente accesibles al público en general. CAPÍTULO 3: Efectos biológicos 3.1 Introducción a límites de exposición A la hora de delimitar parámetros primeramente, hay que tener con claridad en qué consiste el método a utilizar para obtener estos valores de límites, entonces, “la evaluación de la exposición es la determinación o estimación de la magnitud y frecuencia de ocurrencia de la exposición para un individuo o grupo a un agente del medio ambiente” [7]. Para esto es muy importante saber qué características de esta exposición van a ser significativas en la determinación de los parámetros, y no utilizar otros que no sean necesarios para dichos límites. Es importante para obtener resultados claros y creíbles, tener una base concreta de todos los aspectos que conforma lo que se vaya a examinar, en este caso, los CEM, aunque hay muchas investigaciones científicas sobre estos, no se ha logrado determinar si se producen efectos permanentes a la salud, ni con certeza su interacción con los tejidos y células del cuerpo humano. Es por esto que en la actualidad siguen realizándose conferencias, charlas, discusiones, congresos, estudios, investigaciones, entre otros métodos, con el fin de poder llegar a un resultado que sea lo más verídico posible. De los miles de estudios evaluados por el ICNIRP, no se logra determinar que haya alguna consecuencia negativa. La conferencia americana de higienistas gubernamentales e industriales, ACGIH, ha descrito los objetivos tanto para los campos eléctricos como para los magnéticos, donde se enfoca 55 56 en el flujo de corrientes inducidas por los CEM como base para poder determinar los límites. En el caso de campos eléctricos el objetivo “es limitar las corrientes en la superficie del cuerpo u las corrientes inducidas en el interior a niveles por debajo de aquellos que provocan efectos adversos y, para los magnéticos, limitar las corrientes inducidas a menos de 10 mA/m2” [8]. 3.2 Campos electromagnéticos de frecuencias mayores a 100Khz Los campos electromagnéticos mayores a 100 Khz presentan un incremento de la temperatura significativo, que no se muestra en los campos menores a 100 Khz, esto se debe a que hay una importante absorción de energía. Estos dos efectos son provocados por los siguientes mecanismos: • Térmico: se producen por la absorción de manera directa de las corrientes inducidas a causa de la ley de Faraday y de la energía de los CEM, esto produce un calentamiento de los tejidos del cuerpo humano. • No-térmico: Los mecanismos de interacción que no exhiben evidencia de aumento de temperatura son objeto de mayor discusión en este momento por ser los que presentan una mayor dificultad de limitación y reglamentación. 3.2.1 Interacción térmica Como se mencionó anteriormente, esta interacción sucede por la absorción directa de la energía de los CEM, pero esta absorción no es homogénea en toda la superficie, en este caso el cuerpo humano, ya que hay factores que influyen como la frecuencia de radiación a 57 las que se exponga, el tiempo de exposición y características propias de cada persona. Además depende si el campo laboral del individuo es directamente con los CEM, ya que estaría en contacto con mayor continuidad. De acuerdo a la capacidad de absorción de energía del cuerpo humano, el espectro de frecuencias se puede dividir en cuatro rangos: 1. Desde 100 Khz. hasta 20 MHz, una absorción significativa puede ocurrir en el cuello y las piernas. 2. Desde 20 MHz hasta 300 MHz, una absorción relativamente alta puede ocurrir en todo el cuerpo, y en algunas partes específicas del mismo de acuerdo a sus resonancias. 3. Desde 300 MHz hasta varios GHz, pueden ocurrir absorciones locales no uniformes. 4. Por encima de los 10 GHz, la absorción de energía ocurre principalmente en la superficie del cuerpo. 3.2.2 Efectos no térmicos. Cuando la onda posee energía insuficiente que sea capaz de elevar la temperatura por encima del estado normal del sistema biológico humano, es ahí cuando se presentan los efectos no térmicos. LA OMS no le toma mucha importancia a los efectos no térmicos porque este tipo de ondas no han presentado cambios que influyan en iniciación de cáncer o respuestas mutagénicas. No se producen calentamientos significativos en los CEM con frecuencias menores de 1MHz, más bien inducen corrientes y campos eléctricos en los tejidos. 58 3.3 Factores que afectan la exposición Muchos factores afectan la influencia que la exposición a CEM tiene en la materia viva tanto en ambientes ocupacionales como para el público en general, entre los cuales están: • La potencia de salida, la frecuencia y el tipo de fuente. • La distancia de la persona con respecto a la fuente. • La ubicación de la persona con respecto a la fuente. • El tipo de antena y la dirección de la onda emitida. • La presencia de objetos que puedan reflejar los campos o escudar a las personas de ellos. • El tiempo de exposición. Hay que tener en cuenta que no es lo mismo efecto biológico y efecto para la salud, ya que algunos o muchos efectos biológicos no producen consecuencias peligrosas o dañinas, puesto que se encuentran en un rango aceptable y normal de variación. “Varios estudios de laboratorio han concluido que la exposición a los campos electromagnéticos produce efectos biológicos, incluyendo cambios en las funciones que realizan las células, ligeros cambios en ciertos tejidos, así como modificaciones en los niveles hormonales, en estudios realizados con animales” [11] Se han descrito efectos de exposición de CEM en estudios de control de crecimiento celular, realizados bajo diferentes situaciones, algunos son: “inducción génica, cascada de señalización trasmembrana (se refiere cuando una molécula de señalización extracelular activa un receptor de transmembrana, que son proteínas que se extienden por todo el espesor de la 59 membrana plasmática de la célula) , comunicación por gap junctions o uniones comunicantes (se utilizan para la comunicación entre las células vecinas, lo que permite su acoplamiento metabólico y eléctrico [22]), acción sobre el sistema inmunológico, tasa de transformación celular, y en el crecimiento celular de cáncer de mama” [8]. 3.4 Tipos de estudios para campos electromagnéticos. Hay varios estudios que se han realizado en torno al tema de los campos electromagnéticos, de acuerdo a la información obtenida del informe, donde se mencionan ciertos tipos de estudios que se llevan a cabo para las investigaciones de los posibles efectos de los CEM, entre estos están: 3.4.1 Estudios de laboratorio Estudios de laboratorio con células y animales pueden determinar si un agente, como los campos ELF, puede causar una enfermedad. Los estudios basados en células sirven para explicar los mecanismos biológicos por los cuales ocurre una enfermedad. Los experimentos con animales pretenden explicar los efectos causados por agentes específicos bajo condiciones controladas. Ni los estudios celulares ni los animales pueden reproducir la compleja naturaleza del ser humano y sus interacciones con el entorno. Por tanto, es necesario tener precaución a la hora de extrapolar resultados para los seres humanos, tanto para los posibles efectos como para asegurar que un agente determinado no es nocivo. Sin embargo, incluso con las limitaciones descritas, estos estudios sí que han demostrado ser muy útiles para identificar y entender la toxicidad de numerosos agentes físicos y químicos. 60 3.4.2 Estudios clínicos En los estudios clínicos, los investigadores utilizan dispositivos sensibles para monitorizar los efectos fisiológicos producidos en humanos durante una exposición controlada a ciertos agentes. En los estudios de CEM, los voluntarios se exponen a niveles de campos eléctricos y magnéticos mayores de lo normal. Los investigadores miden ciertas variables como el latido del corazón, la actividad cerebral, los niveles hormonales, y otra serie de factores, tanto en grupos expuestos como no expuestos, para encontrar las diferencias que provoca la exposición. 3.4.2.1 Estudios epidemiológicos Un tipo de análisis muy útil para identificar riesgos para la salud humana consiste en estudiar la población que ya ha experimentado unos niveles de exposición. Los epidemiólogos observan y comparan grupos de personas que han o no han tenido ciertas enfermedades, para verificar si el riesgo es diferente entre personas expuestas y personas no expuestas a los campos electromagnéticos. Es necesario considerar muchos factores para determinar si un agente causa enfermedad. Una exposición que un estudio epidemiológico asocia con un aumento de riesgo para una cierta enfermedad, no siempre tiene que ser la verdadera causa de esa enfermedad. Para poder asegurar que un agente causa efectos en la salud humana, deben considerarse varios tipos de evidencias, se mencionarán algunos: 61 3.4.2.2 Intensidad de la asociación Cuanto más consistente sea la asociación entre una exposición y una enfermedad, con mayor fiabilidad se podrá establecer que dicha enfermedad se debe al tipo de exposición estudiada. En los estudios donde se establece una asociación entre la exposición a campos electromagnéticos y ciertos tipos de cáncer, esta asociación es mucho más débil. 3.4.2.3 Dosis-respuesta: Los datos epidemiológicos son más confiables si la tasa de enfermedad (respecto a la población estudiada) aumenta conforme el nivel de exposición también lo hace. Tal relación dosis-respuesta ha aparecido sólo en algunos estudios sobre CEM. 3.4.2.4 Nivel de significación Los investigadores utilizan métodos estadísticos para determinar que la probabilidad de la asociación entre la exposición y la enfermedad se deba simplemente a una casualidad. Para considerar un resultado “estadísticamente significativo”, la asociación debe ser más fuerte que la esperada por una casualidad por sí sola. 3.4.2.5 Meta-análisis Un meta-análisis combina un resumen estadístico de varios estudios para examinar sus diferencias y, si es apropiado, obtiene una estimación global del riesgo. El principal desafío de los meta-análisis realizados por los investigadores son que las poblaciones, las medidas, las técnicas de evaluación, el nivel de participación y los factores potenciales de confusión varían según los estudios originales. Estas diferencias dificultan la combinación de los resultados de diferentes estudios. 62 3.4.2.6 Análisis de muestra conjunta o combinado Los análisis de muestra conjunta (pooled analysis) combinan los datos originales de varios estudios y realizan un nuevo análisis sobre los datos primarios. Se requiere por tanto acceso a los datos originales individuales de cada estudio y que sólo incluyan enfermedades y factores comunes entre ellos. Como ocurre con los meta-análisis, los análisis de muestra conjunta están sujetos a las limitaciones del diseño experimental de los estudios originales (por ejemplo, técnicas de evaluación, tasas de participación, entre otras). La principal diferencia con los meta análisis es que estos últimos combinan las estadísticas obtenidas de cada estudio, y no los datos originales, como hacen los análisis de muestra conjunta. Para muchos estudios, los investigadores han descrito las exposiciones CEM a partir de una estimación de la media aritmética de las intensidades de campo. Algunos científicos piensan que la exposición media no tiene por qué ser la mejor medida para una exposición a campos electromagnéticos; los picos de exposición o el tiempo de exposición también son importantes. 3.5 Riesgos de la exposición humana ante la RF Como se ha mencionado anteriormente, existen hasta el momento muchos estudios que investigan si los campos electromagnéticos son dañinos o perjudiciales para la salud. Sin embargo aún no se ha llegado a una conclusión segura, por lo que todos los resultados hasta el momento podrían incluir la frase “no está comprobado”. 63 La OMS asegura lo siguiente: “hasta la fecha no se ha confirmado que el uso del teléfono móvil tenga efectos perjudiciales para la salud”. [5] De hecho, se ha investigado mucho acerca de posibles efectos de dichos campos en la actividad cerebral, el ritmo cardiaco, presión arterial, entre otros, que se ha llegado a la misma conclusión. El calentamiento de los tejidos es la principal consecuencia de la interacción entre la energía radioeléctrica y el cuerpo humano, se podría llamar a esto un efecto a corto plazo, en el caso de las frecuencias utilizadas por los teléfonos móviles un incremento de la temperatura en órganos internos no es significativa, ya que la mayor parte de la energía es absorbida por la piel y otros tejidos superficiales. Este incremento en la temperatura es respuesta de termorregulación de la sistema cardiovascular a RF inducida por calentamiento, aumentando la pérdida de calor desde la piel a través del aumento del flujo sanguíneo y la pérdida de calor por evaporación del sudor, lo cual no es algo peligroso ni de qué preocuparse que fuera afectar la salud de la persona. Desde un tiempo hasta la actualidad se ha venido discutiendo la posibilidad que este tipo de energía produzca tumor cerebral, aunque se han realizado numerosos estudios es poco probable que se llegue a una conclusión puesto que como se sabe gran variedad de tipos de cáncer no son detectables hasta muchos años después del contacto que pudo provocar el tumor, y el uso masivo de telefonía móvil es realmente un tema reciente para poder obtener un resultado real. Actualmente, a raíz de esta problemática de tumor cerebral, el Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (CIIC), ha desarrollado un estudio sobre el tema denominado 64 Interphone, esta investigación es una colección de estudios de casos y controles epidemiológicos sobre el uso de teléfonos móviles y tumores en la cabeza y el cuello en adultos, se llevaron a cabo de forma independiente en 13 países con un protocolo común durante 10 años, sin embargo de igual manera no se encontró un aumento de riesgo de provocar tumores cerebrales, de hecho la Comisión Internacional sobre Protección frente a Radiaciones No Ionizantes apoya que no se ha encontrado aún un efecto a causa de la exposición a frecuencias de telefonía móvil. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasificó en cuatro grupos basándose en pruebas científicas existentes sobre carcinogénesis que son: Grupo 1: "carcinógeno para el ser humano" Hay pruebas suficientes que confirman que puede causar cáncer a los humanos. Grupo 2A: "Probablemente carcinógeno para el ser humano" Hay pruebas suficientes de que puede causar cáncer a los humanos, pero actualmente no son concluyentes. Grupo 2B: "Posiblemente carcinógeno para el ser humano" Hay algunas pruebas de que puede causar cáncer a los humanos pero de momento están lejos de ser concluyentes. Grupo 3: "No puede ser clasificado respecto a su carcinogenicidad para el ser humano" Actualmente no hay ninguna prueba de que cause cáncer a los humanos. Grupo 4: "Probablemente no carcinógeno para el ser humano" Hay pruebas suficientes de que no causa cáncer a los humanos. 65 De acuerdo a esta clasificación, la CIIC incluyó a los campos de RF en la categoría 2B, esto porque “hay ciertos indicios de un aumento del riesgo de glioma en las personas que se hallaban en el 10% más alto de horas acumuladas de uso del móvil, aunque no se observó una tendencia uniforme de aumento del riesgo con el mayor tiempo de uso” [9]. De acuerdo con estudios que ha desarrollado la ICNIRP (ver Capítulo 4 para mayor información sobre la comisión) sobre posibles efectos de RF tanto en animales, seres humanos y células, se documentan los siguientes resultados de acuerdo a la evidencia: Tabla 3.1: Resumen de los estudios realizados por la ICNIRP Estudios Posibles efectos Daños en el ADN Clasificación Memoria Estudios en animales Tumor Piel Audición Barrera hematoencefálica Melatonina Estudios en humanos Estudios en células Potenciales relacionados con eventos (ERPs) Las funciones cognitivas EHS El sistema cardiovascular EEG del sueño La melatonina La apoptosis daños en el ADN Pruebas suficientes Evidencia limitada Pruebas insuficientes Evidencia que presenta la ausencia de efectos 66 Los radicales libres Proteínas de choque térmico Las células inmunes El crecimiento celular La expresión de genes Elaboración propia La clasificación utilizada para la tabla anterior se explica con las siguientes anotaciones: Pruebas suficientes: Correlación positiva; replicación independiente, la exposición-efecto; descartar factores de confusión. Evidencia limitada: Pocos estudios, preguntas sobre el protocolo y/o conducta, no descartaron factores de confusión. Pruebas insuficientes: los estudios de calidad insuficiente, consistencia o poder estadístico. Evidencia que presenta la ausencia de efectos: No hay efectos reportados en varios estudios independientes con diferentes protocolos y diferentes especies o líneas celulares. Por lo tanto, se corrobora que los efectos aún no se pueden determinar y mucho menos asegurar. La fuente de información para realizar esta tabla se obtuvo de un documento realizado por el presidente de la ICNIRP, Paolo Vecchia llamado “Mobile Telephony and Health: Scientific Knowledge and Protection Standards”. 67 3.6 Algunos resultados de la ICNIRP Después de realizar una variedad de investigaciones, la comisión ha concluido ciertos aspectos con base en estos estudios sobre los posibles efectos de la exposición a los CEM de RF, estos se muestran en la siguiente tabla, cuya información es obtenida del informe denominado “Exposure to High Frequency Electromagnetic Fields, Biological Effects and Health Consecuenses (100 kHz – 300 GHz” [10] realizado por la ICNIRP. Tabla 3.2: Resumen de resultados de los estudios realizados por la ICNIRP Exposición CEM-RF Estudio o síntoma Efecto sobre melatonina en suero o niveles de hormona pituitarias Resultado No existe evidencia consistente CEM-RF Frecuencia cardiaca en reposo No hay evidencia clara CEM-RF Presión arterial No hay evidencia clara Dolores de cabeza, migraña, fati- No están causalmente relacio- ga nado con la exposición CEM-RF CEM-RF Variabilidad del ritmo cardiaco RF a corto plazo de señales Función auditiva y sentido de de telefonía móvil equilibrio Pequeños e inconsistentes cambios No se ve influida Efectos de exposición aguda picos de potencia de RF Cambios cardiovasculares en ratas y banda de pulsos ultra an- anestesiadas No parece provocar cambio cha de RF Niveles de SAR hasta 4 W Carcinogénesis en animales No son probables los efectos hasta ese nivel 68 Exposición Estudio o síntoma Resultado RF in vitro Genotoxicidad Falta de efectos RF in vitro CEM- RF No genotóxidas (señalización celular, expresión génica y proteica) Proteína del estrés Ambiguos Inconsistentes tantos positivos como negativos Comportamiento de la célula, proCEM- RF liferación, diferenciación, apopto- En su mayoría negativos sis y transformación celular Alterar la fertilidad masculina No han sido consistentes en los niveles de exposición que no Significativa a RF CEM-RF bajo nivel CEM-RF a largo plazo CEM-RF Pérdidas fetales inducen elevación de tempera- Malformaciones y anomalías tura de 1°C o más (térmicamen- fetales te). Desarrollo o comportamiento postnatal Falta de efectos Desarrollo de los animales jóve- Pocos estudios, datos no sufi- nes cientes para conclusiones Cataratas en los ojos de conejos anestesiados Efecto térmico establecido Exposición aguda o Cataratas y opacidades en prima- Menos susceptibles, no ha sido prolongada tes observado CAPÍTULO 4: Normativa Nacional e Internacional 4.1 Antecedentes Antes de la Segunda Guerra Mundial, gran parte de los radiólogos y los físicos radiólogos se empezaron a preocupar por la protección radiológica a consecuencia del trabajo que se venía dando con las cantidades y tipos de radiación y materiales radioactivos. Como resultado, un grupo de científicos fueron asignados a tiempo completo a lo que se denominó "La salud física". La primera conferencia para revisar este nuevo campo se llevó a cabo en la Universidad Estatal de Ohio, en 1955. Al final de la conferencia se votó por abrumadora mayoría para formar una Sociedad de Salud Física profesional. De ahí nació la Asociación Internacional de Protección Radiológica (IRPA, por sus siglas en inglés). El primer Congreso IRPA se celebró en Roma en 1966. En 1973, durante el 3er Congreso Internacional de la IRPA, por primera vez, una sesión sobre protección contra las radiaciones no ionizantes se organizó. Esto fue seguido en 1974 por la formación de un Grupo de Trabajo sobre la ICNIRP (Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes, por sus siglas en inglés) las radiaciones no ionizantes y en 1975 por un grupo de estudio para revisar el campo de radiación no ionizante. Durante el 4to Congreso Internacional de IRPA en 1977, la Comisión Internacional de radiaciones no ionizantes (INIRC, por sus siglas en inglés) fue creado. Este Comité fue el an69 70 tecedente inmediato de la ICNIRP, que fue constituida como una comisión independiente en 1992, durante el 7 º Congreso Internacional IRPA. 4.2 Normativa Internacional 4.2.1 Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes (ICNIRP). El fin principal de la ICNIRP fue buscar incorporarse como una comisión sin fines de lucro formada por un cuerpo científico. Está registrada como una asociación, inscrita en el Registro de Asociaciones en Alemania y tiene su sede en Múnich. ICNIRP es formalmente reconocida como una organización no gubernamental en radiación no ionizante para la Organización Mundial de la Salud y la Oficina Internacional del Trabajo. Desde los inicios de INIRC e ICNIRP, sus miembros han dedicado sus esfuerzos científicos para proporcionar asesoramiento independiente sobre las radiaciones no ionizantes y la salud. Esto incluye proporcionar orientación y asesoramiento sobre los riesgos de salud de las radiaciones no ionizantes, desarrollar las directrices internacionales sobre limitación de la exposición a la radiación no ionizante que son independientes y basadas en la ciencia y proporcionar orientaciones de base científica y recomendaciones sobre la protección de la exposición a radiaciones no ionizantes. Las guías publicadas por la ICNIRP han sido avaladas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), alrededor de más de 30 países han adoptado sus guías como normativa nacional y son referencia a nivel mundial. 71 El principal propósito de las publicaciones de la ICNIRP, es establecer guías para limitar la exposición de los campos electromagnéticos que proveerá de una protección contra los efectos en la salud. 4.2.2 Organización Mundial de la Salud (OMS) Como parte de su mandato de proteger la salud pública, y en respuesta a la preocupación pública por los efectos sobre la salud de la exposición a los campos electromagnéticos (CEM), la OMS creó en 1996 el Proyecto Internacional CEM para evaluar las pruebas científicas de los posibles efectos sobre la salud de los CEM en el intervalo de frecuencia de 0 a 300 GHz. Este proyecto está abierto a todos los gobiernos de los Estados miembros de la OMS, es decir, los departamento de la salud, o representantes de otras instituciones nacionales responsables por la protección contra la radiación. El proyecto es totalmente financiado por los países y las agencias que participan. Varios organismos internacionales han formulado directrices que establecen límites para la exposición a campos electromagnéticos en el trabajo y en los lugares de residencia. Los límites de exposición a CEM desarrollados por la ICNIRP, una organización no gubernamental reconocida de forma oficial por la OMS, se desarrollaron tras evaluar todas las publicaciones científicas revisadas por expertos, incluidos los efectos términos y no térmicos. Las normas se basan en evaluaciones de los efectos biológicos que, según se ha comprobado, producen consecuencias para la salud. La principal conclusión de las evaluaciones de la OMS es que, al parecer, las exposiciones a niveles de CEM inferiores a los límites reco- 72 mendados en las directrices internacionales de la ICNIRP no producen ninguna consecuencia conocida sobre la salud. El Proyecto Internacional CEM ha compilado una base de datos de normas de todo el mundo que limitan la exposición a CEM. Debido a que la disparidad de normas sobre CEM en todo el mundo ha ocasionado una creciente ansiedad de la sociedad en relación a la exposición a CEM por la introducción de tecnologías nuevas, la OMS ha iniciado un proceso de armonización en todo el mundo de las normas sobre campos electromagnéticos. El Proyecto Internacional CEM, en el que participan 54 países y 8 organizaciones internacionales, es una oportunidad única de reunir a los países para desarrollar un marco para la armonización de las normas sobre CEM y para fomentar el establecimiento de límites de exposición y otras medidas de control que proporcionen el mismo grado de protección de la salud a todas las personas. 4.2.3 Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electromecánicos (IEEE) La IEEE es la más grande asociación del mundo profesional dedicada a la innovación tecnológica y avanzar en la excelencia para el beneficio de la humanidad. IEEE y sus miembros buscan inspirar a una comunidad global a través de sus publicaciones, conferencias, estándares de tecnología y actividades profesionales y educativas. Los estándares de la IEEE son normas que se desarrollan dentro de las Sociedades IEEE y el Consejo de Normas de Coordinación de los Comités de la Asociación de Estándares IEEE (IEEE-SA). Los miembros de los comités sirven en forma voluntaria y sin remuneración y no son necesariamente miembros del Instituto. Las normas elaboradas dentro de IE- 73 EE representan un consenso de la amplia experiencia en la materia dentro del Instituto, así como las actividades fuera de la IEEE que han expresado su interés en participar en el desarrollo de la norma. En 1960, la Asociación Estadounidense de Normas (ANSI) aprobó el inicio de la Estandarización de los peligros por radiación bajo el patrocinio del Departamento de la Marina y el IEEE. Antes de 1988, los estándares C95 fueron desarrollados por las normas de acreditación del Comité C95 (C95 ASC), y presentado a ANSI para su aprobación y emisión de normas ANSI C95. El estándar IEEE C95.1-1991 ofrece recomendaciones para evitar efectos nocivos en seres humanos expuestos a campos electromagnéticos en el rango de frecuencias de 3 kHz a 300 GHz. Las recomendaciones están destinadas a aplicarse a la exposición en condiciones controladas, así como ambientes no controlados. 4.2.4 Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) fue fundada en 1865, lo cual la convierte en la organización internacional más antigua del sistema de la Naciones Unidas. La UIT es la organización más importante de las Naciones Unidas en lo que concierne a las tecnologías de la información y la comunicación, y es la encargada de coordinar a los gobiernos y al sector privado en el desarrollo de redes y servicios. Se atribuye el espectro radioeléctrico y las órbitas de satélite a escala mundial, elabora normas técnicas que garantizan la interconexión continua de las redes y las tecnologías, y 74 se esfuerzan por mejorar el acceso a las TIC de las comunidades insuficientemente atendidas de todo el mundo. La UIT es el organismo especializado de las Naciones Unidas en el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la UIT) es un órgano permanente de la UIT. Este órgano estudia los aspectos técnicos, de explotación y tarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la normalización de las telecomunicaciones en el plano mundial. La finalidad de las recomendaciones de la UIT es facilitar el cumplimiento de los límites de seguridad de las instalaciones de telecomunicación y de los teléfonos móviles u otros dispositivos que emiten radiaciones y que se utilizan muy próximos a la cabeza, cuando existe exposición de las personas a campos electromagnéticos (CEM). Presenta una orientación general, un método de cálculo y un procedimiento de evaluación de las instalaciones. El procedimiento de evaluación, referido a los límites de seguridad proporcionados por la ICNIRP, ayuda a los usuarios a determinar la probabilidad de que las instalaciones sean conformes basándose en criterios de accesibilidad, propiedades de las antenas y la potencia del emisor. Es importante mencionar que la recomendación UIT-T K.52 muestra la implementación de un método simple de la exposición a CEM. En este apartado se describe como obtener teóricamente el valor de densidad de potencia de acuerdo al ángulo de inclinación de la antena, su potencia (en Watts) y la distancia en la que se encuentra el punto a evaluar. La fórmula es la siguiente: 75 S= F(θ( PIRE 4 π x2 + h2 (4.2.4-1) De esta manera se pueden definir las zonas de rebasamiento, ocupacional y de conformidad, lo cual es de gran ayuda para evitar que se incumpla con los límites de exposición establecidos en las normativas en general. En el extracto de la recomendación UIT-T K.52 llamado “Ejemplo de evaluación simple de la exposición al EMF”, anexado a este documento, se muestran dos casos en los cuales se obtiene teóricamente el valor de la densidad de potencia en W/m2 con una antena de 1000W, además se muestra su comportamiento mediante la variación de la altura y distancia horizontal de la antena al punto a evaluar. 4.2.5 Health Canada Health Canada es el departamento federal responsable de ayudar a los canadienses a mantener y mejorar su salud, respetando las opciones individuales y las circunstancias. Acorde con su función establecieron un código llamado: Límites de exposición humana a los campos electromagnéticos de radiofrecuencia en el rango de frecuencia de 3 kHz a 300 GHz. El objetivo de este Código es establecer los requisitos de seguridad para la instalación y uso de radiofrecuencia (RF) y dispositivos de microondas que operan en el rango de frecuencias de 3 kHz a 300 GHz. Los límites de exposición se han establecido a partir de una revisión de los experimentos realizados en los últimos 30 años sobre organismos biológicos, incluidos los seres huma- 76 nos, animales y sistemas de células. Los límites recomendados en este Código se han establecido al menos un factor de 10 más bajo que el umbral en el que los efectos pudieran empezar a ser potencialmente nocivos, a juzgar por un el consenso de la comunidad científica. 4.2.6 Situación en otros países Australia Australia cuenta con su propia normativa llamada “The ARPANSA Radiation Protection Standard Maximum Exposure Levels to Radiofrequency Fields - 3kHz to 300GH”, basada en estudios de la ICNIRP y OMS. En ella se indica que cuando el tejido biológico se expone a niveles suficientemente altos de exposición a RF, el tejido se calienta y puede causar daños inmediatos. Los límites de exposición establecidos en la norma están muy por debajo de los niveles producidos en cualquier calentamiento significativo. La norma también establece límites para la radiación pulsada que tiene la intención de eliminar posibles efectos cuando el calentamiento no es evidente. ARPANSA es la Agencia Australiana de Protección en Radiación y Seguridad Nuclear. Unión Europea La comunidad Europea decidió contar con legislación, “sobre las disposiciones mínimas de seguridad y salud relativa a la exposición de los trabajadores a los riesgos derivados de los agentes físicos (campos electromagnéticos)”. Sus valores son extraídos de la recomendación realizada por la Comisión Internacional de Protección contra la radiación No Ionizante (ICNIRP). El Parlamento Europeo y Consejo de la Unidad Europea han hecho mención a 77 que “las medidas de prevención a las radiaciones electromagnéticas tienen como fin no solo garantizar la salud de cada trabajador, sino que crear para el conjunto de los trabajadores de la Comunidad una base mínima de protección que evite posibles distorsiones de la competencia”. Se hace mención además que en este documento no se abordan los efectos a largo plazo, ya que, aquellos efectos aun no cuentan con pruebas científicas concluyentes. Paises como Italia y Suiza han decidido adoptar niveles mucho más estrictos que otros países, muy distintos a los de ICNIRP y la Comunidad Europea. Estados Unidos La FCC (Comisión Federal de Comunicaciones por sus siglas en inglés) expidió la norma de uso obligatorio, y se basa en la norma ANSI / IEEE C95.1 Reino Unido A mediados del año 2000 el Reino Unido dejó de aplicar su propia norma para telefonía móvil y estaciones base de telefonía móvil y adoptó la norma de ICNIRP. América Latina En general, los países de América Latina han desarrollado su propia normativa basada en las investigaciones de organismos internacionales y comúnmente aplicando factores de seguridad a los límites establecidos por estos organismos. Algunos ejemplos son: Venezuela, que adopta los límites de la ICNIRP y de las recomendaciones de la UIT. Argentina, este país incorpora especificaciones técnicas sobre las radiaciones no ionizantes en 78 su normativa de protección a los trabajadores, de acuerdo a la Ley 24.557, de carácter obligatorio para todo el territorio nacional Argentino. Perú, los valores de exposición decretados son tomados íntegramente de los valores límites que han sido recomendados por la ICNIRP. Sin embargo no cuenta con normativa sobre los límites máximos permisibles ante exposición a campos electromagnéticos producido por energía eléctrica, a pesar de que se han preocupado por realizar mediciones utilizando la normativa ICNIRP. Ecuador, de acuerdo a Resolución 01-01-CONATEL-2005, se estableció reglamentación de “Protección de Emisiones de Radiación no Ionizante generadas por uso de frecuencias del espectro radioeléctrico”. En este reglamento se establecen los límites de protección radiación electromagnética generada por ondas de radiofrecuencias, su uso y control para el efectivo cumplimiento de estos límites. Además busca proteger a los trabajadores, como a los ciudadanos del Ecuador. 4.2.7 Normativa Salzburgo, Austria Algunos grupos de interés, como el cantón de Salzburgo en Austria, han propuesto utilizar el valor de 100 veces menor al límite admitido como seguro por ICNIRP, lo cual no tiene validez jurídica ni científica, ya que la entidad competente sobre esta materia es el Gobierno Federal de Austria y cuyos límites de exposición vigentes son los recomendados por ICNIRP y la Recomendación del Consejo de la UE de 1999. 79 El origen del valor, arbitrario desde el punto de vista científico, de Salzburgo está en una propuesta de varios autores que sugieren algunos efectos en el electroencefalograma durante el sueño en personas expuestas a una densidad de potencia de 0,5 W/m2 (13,72 V/m). Sin embargo, varios de estos mismos autores como el caso de Klaus Mann y Joachim Röschke quienes en 1996 publicaron un articulo llamado “Effects of pulsed high-frequency electromagnetic fields on human sleep” en el que investigaron la influencia de los campos electromagnéticos de teléfonos celulares en el sueño de los seres humanos, no observaron los mismos efectos a pesar de aplicar niveles superiores de exposición como los sugeridos por la ICNIRP, incluso en 1998 estos mismos autores junto con Bernhard Connemann y Harald Beta publican “No Effects of Pulsed High-Frequency Electromagnetic Fields on Heart Rate Variability during Human Sleep” en donde concluyen que bajo las condiciones experimentales, no se detectaron efectos significativos bajo la exposición de campos electromagnéticos durante el sueño. La credibilidad de los informes técnico-científicos de las Autoridades y otros Organismos científicos competentes es bastante sólida en base a la gran cantidad de investigaciones realizadas. Además, desde 1998 que la ICNIRP estableció los límites de exposición seguros para garantizar la protección de la salud de la población frente a los CEM los mismos han sido sujetos a revisión. En el año 2009 el ICNIRP realizó una exhaustiva revisión de la bibliografía científica sobre los efectos biológicos y la salud de los CEM y concluyeron, al igual que los demás organismos internacionales, que los límites de exposición actuales son 80 seguros para proteger la salud y no necesitan ser modificados porque no se han publicado nuevas evidencias que así lo aconsejen. 4.3 Comparación de límites de exposición de los diferentes estudios internacionales A continuación se muestra la comparación de los límites de exposición establecidos por los organismos internacionales más reconocidos descritos anteriormente y que son consecuencia de la gran cantidad de estudios realizados y sus conclusiones. Figura 4.1: Máxima exposición permitida en términos de la intensidad del campo eléctrico8 8 Figura tomada de: [20] Mann, K., Roschke, J., Connemann, B. & Beta,H. (1998). “No effects of pulsed highfrequency electromagnetic fields on heart rate variability during human sleep”. Neuropsychobiology. 1998. 81 Figura 4.2: Máxima exposición permitida en términos de densidad de flujo magnético9 Figura 4.3: Máxima exposición permitida en términos de densidad de potencia9 9 Figura tomada de: [20] Mann, K., Roschke, J., Connemann, B. & Beta,H. (1998). “No effects of pulsed highfrequency electromagnetic fields on heart rate variability during human sleep”. Neuropsychobiology. 1998. 82 Figura 4.4: Límites de exposición a campos eléctricos del público en general y ocupacional10 10 Figura tomada de: [13] U.I.T. (2000). “Recomendación UIT-T K.52, Orientación sobre el cumplimiento de los límites de exposición de las personas a los campos electromagnéticos”. 47 pp. 83 Figura 4.5: Límites de exposición a campos magnéticos del público en general y ocupacional11 4.4 Normativa Nacional A nivel nacional el decreto Nº 36324-S, llamado “Reglamento para regular la exposición a campos Electromagnéticos de radiaciones no ionizantes, emitidos por sistemas inalámbricos con frecuencias de hasta 300 GHZ” tienen como objetivo establecer los criterios tendientes a proteger la salud del personal técnico y de la población en general, de los potenciales riesgos y efectos nocivos a la exposición de los campos electromagnéticos 11 Figura tomada de: [13] U.I.T. (2000). “Recomendación UIT-T K.52, Orientación sobre el cumplimiento de los límites de exposición de las personas a los campos electromagnéticos”. 47 pp. 84 de radiaciones no ionizantes, que puedan derivarse de la explotación y uso de los sistemas inalámbricos. Su aplicación es obligatoria en el territorio nacional a personas físicas y jurídicas que se encuentren habilitados para la explotación y uso de los sistemas inalámbricos. Para la aplicación de ese reglamento, el ente rector es el Ministerio de Salud, que se encarga de garantizar el cumplimiento de las disposiciones y tramitar y resolver los incumplimientos, aplicando las medidas especiales establecidas en la Ley General de Salud. Y la SUTEL, es la encargada de realizar las mediciones de acuerdo a lo que indica la UIT y enviar los informes correspondientes al Ministerio de Salud. Los límites máximos permisibles son los que indica la ICNIRP y es el Ministerio de Salud, quien deberá actualizar los límites para campo electromagnético, establecidos en este reglamento, cuando la Organización Mundial de la Salud o la UIT demuestren que estos límites deben variar, para proteger la salud pública. En Costa Rica, las antenas de telefonía celular trabajan en un rango de 400 – 2200 MHz aproximadamente dependiendo de las antenas y tecnologías, por lo cual para este rango de interés se graficaron los límites de exposición a campos electromagnéticos establecidos como norma a nivel nacional, tanto como para público en general así como para el sector ocupacional (Fig. 4.6). 85 Figura 4.6: Límites de exposición a campos electromagnéticos del público en general y ocupacional en Costa Rica. A continuación se muestran los mismos límites, pero para campos eléctricos en el rango de las frecuencias en que opera la telefonía móvil (Fig. 4.7). Figura 4.7: Límites de exposición a campos eléctricos del público en general y ocupacional en Costa Rica. 86 CAPÍTULO 5: Análisis de resultados a partir de mediciones de campo y su comparación con la teoría 5.1 Informes de mediciones de SUTEL SUTEL es la Superintendencia de Telecomunicaciones, encargada de regular, aplicar, vigilar, y controlar el ordenamiento jurídico de las telecomunicaciones en el país según el artículo 59 de la Ley 7593 de la Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos (ARESEP). Esta entidad actualmente no brinda conclusiones de posibles efectos biológicos en la salud, ya que se limita en el tema generando informes que corroboren el cumplimiento de la normativa respecto a los límites de exposición a los campos electromagnéticos, esta normativa se explicó en el capítulo anterior. Al generar estos informes dirigidos al Ministerio de Salud, este es el encargado de pronunciar si existe algún riesgo que perjudique la integridad de la persona, sin embargo, hasta el momento no han habido resultados que sobrepasen la normativa en torres de telecomunicación. En el país por la apertura de telecomunicación se tiene por decreto del MINAET, un Plan Nacional de Atribución de Frecuencias a las empresas de telefonía móvil concesionadas, en este caso el ICE, Claro y Telefónica. En la siguiente figura 5.1 se muestran los rangos de frecuencia, sus canales y segmento de cada concesionario. 87 88 Figura 5.1. Canales medidos del espectro radioeléctrico12 Los cuales para cada uno de ellos se toman mediciones para asegurarse que se esté cumpliendo en todos los rangos de frecuencia, con los límites de exposición. Cómo se mencionó en el capítulo 2, el equipo que se emplea para realizar las mediciones de acuerdo a estándares de la ICNIRP es el NARDA SRM-3006, con antena Triaxial de diferentes rangos de frecuencias dependiendo de la que se necesite, se escoge la antena más adecuada. Los equipos que se utilizan tienen certificación que validan su calibración, este proceso se realiza en Alemania, el documento de certificación se adjunta en los informes con el fin de agregar mayor credibilidad al método de medición utilizado, y certificando que se utilizan los instrumentos adecuados y en buen estado. Todos los informes presentan la ubicación de la torre donde se hizo la medición y los puntos donde se tomaron los datos de los campos eléctricos, además de las características constructivas de la tabla y el servicio que brinda. 12 Figura tomada de: [21] SUTEL. 2012. “Resultado de mediciones de campo eléctrico en Santa Bárbara”. Costa Rica. 26 pp. 89 Se muestran tablas de resultados basadas en la recomendación UI-T K.52 mencionada en el capítulo 2, que describe información sobre: El rango de frecuencias medidas en el lugar. El servicio y el concesionario de dicha frecuencia (ICE, Claro, Telefónica, otros). Resultados de los campos eléctricos medidos, el promedio de estos y el máximo. El campo eléctrico de exposición estándar recomendado por la OMS y adoptado en el país como ley obligatoria. Porcentaje que representa el valor del campo eléctrico medido según los valores estándares. Y por último la categoría de accesibilidad emitida por la UI-T K52: “dependen de las circunstancias en la instalación, evalúan la probabilidad de que una persona pueda acceder a la zona de rebasamiento del emisor.” [13] En la figura 5.2 se muestra un ejemplo de la tabla de resultados que la superintendencia presenta en sus informes, donde incluye los puntos mencionados anteriormente: 90 Figura 5.2. Tabla de resultados que presenta la SUTEL en los informes realizados13 Se agrega además las figuras obtenidas con base en las mediciones realizadas con el equipo NARDA, donde se muestra el comportamiento de los campos eléctricos en cada frecuencia, se detalla la compañía concesionaria a la que pertenece el servicio, señala el valor máximo de V/m y el estándar de la ICNIRP, como se muestra a continuación en la figura 5.3: 13 Figura tomada de: [21] SUTEL. 2012. “Resultado de mediciones de campo eléctrico en Santa Bárbara”. Costa Rica. 26 pp. 91 Figura 5.3. Toma de pantalla del equipo donde muestra el comportamiento de los campos eléctricos14 Una vez obtenidos todos los resultados experimentales y comparándolos con los teóricos, se puede notar claramente lo que han descrito los informes, los datos no sobrepasan los límites de exposición indicados en la ley vigente en el país, y de hecho su valor está muy por debajo de lo normado. 5.2 Mediciones en el campo El objetivo de las mediciones de campo realizadas por la SUTEL es ejercer como ente fiscalizador donde verifica que cada concesionario se encuentra dentro del rango de frecuencias dado, y que sus equipos trabajan con emisiones electromagnéticas seguras para las per- 14 Figura tomada de: [21] SUTEL. 2012. “Resultado de mediciones de campo eléctrico en Santa Bárbara”. Costa Rica. 26 pp. 92 sonas según las normas que rigen el país. Logrando emitir criterio técnico y profesional por medio de los informes mencionados. Esta fase del proyecto se desarrolló en Bello Horizonte de Escazú, por solicitud de los vecinos cercanos a la ubicación de la torre de telecomunicación de la compañía Claro que se construyó hace unos meses en el sitio. Según la UI-T K.52, la categoría de accesibilidad de la torre es 1, que significa que “la antena está instalada en una torre inaccesible – el centro de radiación está a una altura h sobre el nivel del suelo. Existe la constricción h > 3 m” [13]. En la siguiente figura 5.4 se ilustra esta categoría, y en la figura 5.6 se muestra la foto con la ubicación real de la antena. Figura 5.4. Ilustración de la categoría 1 según la UI-T K-5215 15 Figura tomada de: [13] U.I.T. (2000). “Recomendación UIT-T K.52, Orientación sobre el cumplimiento de los límites de exposición de las personas a los campos electromagnéticos”. 47 pp. 93 Figura 5.5. Ubicación de la torre de Claro donde se realizaron las mediciones. El equipo con el que se realizaron las mediciones fue el NARDA SRM-3006, el mismo que la SUTEL describe en sus informes, con antena Triaxial. Figura 5.6. Equipo NARDA SRM-3006, con antena Triaxial. 94 Estas mediciones se llevaron a cabo en tres puntos diferentes, tanto en dirección como longitud respecto a la torre de telecomunicación. Figura 5.7. Primera medición aproximadamente a 40 metros de la torre de telecomunicación. Efectivamente el procedimiento para el desarrollo de la medición se realizó de manera correcta, descritos en el capítulo 2, cumpliendo con los 6 minutos para la toma de los valores, la posición perpendicular al cuerpo del equipo, alejado como mínimo 50 cm de cualquier obstáculo que pueda variar y causar interferencia al equipo en la captura de valores, y cerca de la zona no habían líneas de transmisión que pudieran perjudicar los datos de medición. Seguidamente, a la hora de realizar las mediciones en el momento se apreciaba en el equipo que los valores no sobrepasan los límites por ley, tanto para el ICE, Claro, Telefónica y otros. Se tomaron datos de 850 MHz, GSM y 2100 MHz para cada concesionaria. 95 En la tabla 5.1 se muestra el resumen de los datos de uno de los muchos resultados que se obtuvieron: Tabla 5.1. Resultado de una medición realizada en campo. Result Type(s) Overdriven Total Value[V/m] Others Value[V/m] Number Values MAX NO 0,2664607 0,1358169 25 MAX_AVG NO 0,2305394 0,1199262 25 AVG NO 0,1660462 0,08558157 25 STD NO 28 28 25 Donde se puede observar que no hay en ninguno de los tipos de resultados, un sobrepaso en los límites de exposición, del total de los 25 valores (misma cantidad estándar que propone la normativa) se saca un promedio que en este caso es de 0,1660462 V/m, el dato que presentó el valor máximo de campo eléctrico fue de 0,2664607 V/m y el máximo promedio de 0,2305394 V/m, si comparamos estos valores y los considerados como otros (incluyen frecuencias de radio, televisoras, etc) con los estandarizados, se puede concluir que está muy por debajo de la ley, lo cual según la OMS y la ICNIRP, no representa una amenaza a la salud humana. La tabla 5.2 muestra los 25 datos tomados, donde para cada uno se menciona el valor que se obtuvo de campo eléctrico y el estándar: 96 Tabla 5.2. Detalle de los datos de la tabla 5.1. Fmin [Hz] Fmax [Hz] Service Name 27000000 54000000 88000000 174000000 824300000 54000000 88000000 108000000 216000000 843700000 843700000 869300000 849000000 888700000 Otros Canal 2 al 6 FM Canal 7 al 13 850 UL ICE 850 UL Telefónica 850 DL ICE 850 DL Telefónica GSM UL ICE GSM UL otro GSM UL Claro GSM UL Telefónica GSM DL ICE GSM DL otro GSM DL Claro GSM DL Telefónica UL ICE UL otro UL Claro UL Telefónica DL ICE DL otro DL Claro DL Telefónica Banda Libre 2.4 888700000 894000000 1710000000 1730000000 1730000000 1750000000 1750000000 1770000000 1770000000 1805000000 1825000000 1845000000 1785000000 1825000000 1845000000 1865000000 1865000000 1920000000 1940000000 1955000000 1970000000 2110000000 2130000000 2145000000 2160000000 2400000000 1880000000 1940000000 1955000000 1970000000 1980000000 2130000000 2145000000 2160000000 2170000000 2483500000 Value AVG [V/m] Value STD[V/m] 0,04005368 0,03424896 0,04376418 0,02119039 0,06203026 Value MAX_AVG [V/m] 0,03727994 0,03125709 0,04010686 0,01940303 0,03531821 0,03464221 0,02958817 0,03177393 0,01904329 0,00470542 28 28 28 28 39,4819 0,003445432 0,04362728 0,002836779 0,03772056 0,002350262 0,02237427 39,93422 40,54502 0,05431874 0,005814957 0,005769913 0,005968613 0,03744593 0,005202415 0,005243547 0,005266714 0,02728375 0,004784137 0,004951062 0,004959361 40,98561 56,8592 57,19075 57,52038 0,005054977 0,06402216 0,01031373 0,09969665 0,004453546 0,04797652 0,00831426 0,08694955 0,004080492 0,02769946 0,005903639 0,04577668 57,84813 58,41727 58,74002 59,06101 0,174524 0,009474085 0,006559397 0,006341162 0,005715577 0,1887581 0,0193412 0,1071137 0,01116452 0,02202456 0,1091547 0,00730835 0,005706789 0,005674521 0,00492765 0,1404705 0,01413435 0,07615591 0,008706215 0,02054789 0,09380069 0,006168844 0,005105364 0,005420542 0,004301094 0,0380328 0,006886024 0,04120495 0,006264516 0,01997096 59,38027 60,24949 60,56247 60,79615 61,02894 61 61 61 61 61 Value MAX [V/m] 97 5.3 Análisis teórico del comportamiento de los CEM Con el fin de representar el comportamiento de los CEM teóricamente se realizó un análisis de la densidad de potencia de las antenas típicas utilizadas por el ICE para las redes GSM y 3G variando la distancia desde la antena y se tomaron como referencia los valores de potencia PIRE según se detalla en el Oficio 1903-SUTEL-DGC-2011 del 16 de agosto. A continuación, en las figuras 5.8 a la 5.13, se muestra el comportamiento de la densidad de potencia a nivel del suelo en función a la distancia a la que se encuentra el punto a evaluar para ambas redes, 3G y GSM, con la antena a 5, 10 y 30 metros de altura del suelo. Para obtener la densidad de potencia teórica se utilizaron las fórmulas para la evaluación a nivel del suelo de la exposición a los CEM del documento UIT-T K52 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. 98 Figura 5.8. Densidad de potencia red 3G a 5m de altura Figura 5.9. Densidad de potencia red GSM a 5m de altura 99 Figura 5.10. Densidad de potencia red 3G a 10m de altura Figura 5.11. Densidad de potencia red GSM a 10m de altura 100 Figura 5.12. Densidad de potencia red 3G a 30m de altura Figura 5.13. Densidad de potencia red GSM a 30m de altura 101 5.4 Comparación de los resultados teóricos y prácticos Tras realizar el análisis teórico se compararon los resultados obtenidos con el resultado de las mediciones de campo eléctrico realizadas frente a la Escuela de San Juan de Santa Bárbara en Enero del 2012 a un poste de 15 metros de altura de la red del ICE, según al documento N° 901–SUTEL–DGC–2012. Las mediciones se realizaron a 6, 21 y 32 metros de separación del poste, distancias a las cuales se van realizar las comparaciones que se muestran a continuación. Tabla 5.3. Comparación valores teóricos y reales Distancia Densidad S prom A 6 metros S max S prom A 21 metros S max S prom A 32 metros S max Teórico (V/m) 1,5756 1,6429 2,1161 2,2064 1,7025 1,7752 % de representación 3,86% 4,03% 5,19% 5,41% 4,18% 4,35% Medido (V/m) 1,1713 1,4110 0,5984 0,9015 0,6946 0,8864 % de representación 2,87% 3,46% 1,47% 2,21% 1,70% 2,17% % Error 25,66% 14,11% 71,72% 59,14% 59,20% 50,07% El porcentaje de representación simboliza la proporción que representa la densidad de potencia obtenida sobre los límites establecidos por la ICNIRP y adoptados en Costa Rica como normativa legal. El porcentaje de error se obtiene con la diferencia entre el valor teórico y el medido dividido por el valor teórico. 102 Vale la pena recalcar que en todos los casos la intensidad de los CEM es mucho menor a los límites por lo que a pesar de que el poste se encuentra a tan solo 15 metros de altura, los valores no llegan a superar el 6% de la normativa costarricense. CAPÍTULO 6: Conclusiones En la actualidad, se han realizado una gran cantidad de investigaciones y estudios científicos, evaluadas y valoradas por entidades internacionales competentes respecto al tema de los CEM, con el fin de determinar si la exposición a los campos electromagnéticos de radiofrecuencia pone en riesgo la salud de los seres humanos. De acuerdo con los resultados de muchas investigaciones mencionados en el capítulo 3, no hay pruebas científicas que evidencien y concluyan posibles efectos biológicos que perjudiquen la salud humana, tanto en resultados de estudios hechos en animales, células y seres humanos, aún así, este tema continúa siendo de interés para la comunidad científica. De allí nacen los límites precautorios establecidos y validados por la Organización Mundial de la Salud, los cuales fueron publicados por la ICNIRP en 1998 y ratificados en el 2009 tras un análisis de todas las investigaciones relacionadas con el tema hasta ese año. De acuerdo a lo indicado en el capítulo 4, como resultado del contraste de reglamentos y normativas vigentes a nivel internacional, se llega a la conclusión que los límites de CEM establecidos son muy similares, el más reconocido a nivel mundial es el de la ICNIRP y OMS, ya que más de 50 países, incluyendo a Costa Rica, los han adoptado como normativa nacional. Existen diferentes criterios, como el del cantón de Salzburgo, Austria, que han establecido niveles mucho más bajos a los de las normativas antes mencionadas, pero según los organismos internacionales, estos valores son arbitrarios y no cuentan con base que sustente la razón de su implementación, por lo que no se deberán utilizar como referencia. 103 104 Tras analizar los informes hechos por la SUTEL resultado de algunas mediciones realizadas por ellos mismos del año 2011 y 2012, se corrobora que los niveles de campos electromagnéticos de las torres de celular en nuestro país están por debajo de los niveles establecidos por la OMS y ICNIRP, e incluso a los de Salzburgo. Esto también se corroboró en la visita de campo que se hizo con personal de la Superintendencia, de tal manera que los resultados de las mediciones tomadas refuerzan esta conclusión. Además se compararon dichos valores con los obtenidos teóricamente y se puede concluir que los porcentajes de representación sobre los límites son similares y muy bajos. Al desarrollar el trabajo de campo descrito en el capítulo 5, se analizaron los mecanismos utilizados por la SUTEL para la medición de los CEM de las antenas de telefonía móvil, ya sea ubicadas a nivel residencial, comercial o industrial, basándose en la normativa internacional mencionada en capítulos anteriores, se concluye que dicho procedimiento cumple con lo definido en las recomendaciones de la UIT K.52 y K.61 como lo establece el decreto nacional Nº 36324-S emitido por la presidencia de la república, y regulado por el Ministerio de Salud, ente encargado de velar que dicho decreto se esté aplicando a nivel nacional. Además, se agrega que se verifica que las mediciones están siendo realizadas por profesionales calificados que emiten información técnica muy confiable, en cuanto a la situación de cada torre y lugar analizado con mediciones, contando con el equipo adecuado para realizarlas y que los mismos tiene vigentes el certificado de calibración emitido por el fabricante del equipo. CAPITULO 7: Recomendaciones La zona ocupacional deberá estar fuera del acceso del público en general con una debida rotulación y siguiendo las recomendaciones de la UIT. En el caso de que en algún punto de la zona de conformidad se vea influenciado por el efecto de varias antenas, se recomienda realizar los cálculos mencionados en la UIT-T K.52 en la sección de exposición simultanea a varias fuentes que a grandes rasgos se define como una suma ponderada, donde cada una de las fuentes se pondera de conformidad con el límite aplicable a su frecuencia. De igual manera se podrá evaluar el comportamiento de los campos electromagnéticos de las torres de telefonía móvil y establecer parámetros definidos para su instalación. Tales parámetros pueden ser: establecer una zona ocupacional alrededor de la torre de telecomunicaciones donde solo pueda ingresar personal calificado y con equipo adecuado, esta distancia varía de acuerdo a la altura de torre de telecomunicaciones, entre mayor altura de la torre la zona ocupacional es menor. Igualmente se pueden establecer alturas mínimas de las antenas acorde con su potencia y ángulo de inclinación, tomando en cuenta la topología de la zona y los límites de altura máxima establecidos por la Dirección General de Aviación Civil, ya que ellos son los encargados de establecer estos valores máximos en alturas para edificaciones en todo el territorio nacional. Es importante mantener un monitoreo de los valores de campos electromagnéticos a nivel nacional, para asegurar que en ningún punto se vaya a sobrepasar los límites establecidos por la normativa nacional. Las mediciones no solo se deberán realizar cuando la población 105 106 lo solicite, sino cuando las instituciones involucradas los consideren necesario, especialmente cuando no se esté cumpliendo los lineamientos sugeridos anteriormente. Para efectos de seguridad ocupacional, a la hora de realizar mantenimientos de las torres de telefonía móvil y los operarios se encuentren dentro de la zona rebasamiento, donde el público general no debe de tener acceso, se recomienda según lo indicado en la norma UITT K.52, la reducción temporal de la potencia del emisor, control de la duración de la exposición y blindaje o utilización de ropas de exposición tales como se muestra en la figura 7.1. Adicionalmente y conforme a lo establecido en el artículo 10 (Medidas de seguridad laboral) del Decreto No. 36324-S, se deberá capacitar y entrenar a todo trabajador que labore en operaciones de montaje, mantenimiento de antenas o que se encuentre expuesto a una fuente de CEM por torres de telefonía móvil, además los empleadores deberán proveer a estos trabajadores protección personal y la capacitación de su uso adecuado. Se recomienda un equipo que puede ser utilizado con facilidad es el mostrado en la figura 7.2, que indica de manera visual, sensorial y audible cuando el operario está sobre-expuesto. Es importante recalcar nuevamente que el Ministerio de Salud es el ente encargado de verificar el cumplimiento de dicho decreto y se recomienda que mantengan un seguimiento continuo para que se controlar el cumplimiento de este artículo. 107 Figura 7.1. Equipo de protección contra los CEM16 Figura 7.2. Equipo de protección personal marca Narda17 16 Figura tomada de: [23] UniTech Services Group. RF Protection. Recuperado el 12 de junio del 2012 del sitio web http://www.unitech-rf.com/rf-products.html. 108 Dado que las personas se ven expuestas cada vez más a campos electromagnéticos, a causa del creciente avance tecnológico y por exceso de utilización del teléfono celular, se recomienda a la Universidad de Costa Rica darle continuidad a este tema por medio de una investigación y trabajo de campo, a otros generadores de CEM tales como el dispositivo móvil (teléfono celular) y el manejo de su respectiva normativa, así como cuantificar los niveles de campo electromagnético que emiten estos aparatos a las personas que lo utilicen, con el fin de analizar si estos niveles de CEM se encuentran dentro de rangos seguros según las recomendaciones de los diferentes organismos expertos en la materia y entes reguladores a nivel nacional e internacional. 17 Figura tomada de: [24] Narda Safety Test Solutions. RadMan XT. Recuperado el 12 de junio del 2012 del sitio web http://www.narda-sts.de/products/personal-protection/personal-monitor/radman-xt.html. BIBLIOGRAFÍA [1] Maceiras, L. et al. “Radiaciones electromagnéticas y ordenadores”. Consultado el 5/11/11. Dirección web: http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd27/ordenadores.pdf [2] ATDSR. “Ionizing Radiation”. Consultado el 5/11/11. Dirección web: http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts149.html [3] Red eléctrica de España. (2001). “Campos eléctricos y magnéticos de 50 Hz”. Editorial Pandora. 102 pp. [4] Grupo Electromagnético de Bélgica. “Conceptos básicos de electricidad”. Consultado el 14/11/11. Dirección web: http://www.bbemg.ulg.ac.be/UK/2Basis/efmf.html [5] Superintendencia de Telecomunicaciones. República de Ecuador. “Las radiaciones en las telecomunicaciones”. Consultado el 14/11/11. 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