Trabajo de Tesis

1
INDICE
Resumen
1
CAPITULO I - GENERALIDADES
1.1 Introducción
2
1.2 Problema
3
1.2.1 Identificación del Problema
3
1.2.2 Formulación del Problema
4
1.3 Objetivos
5
1.3.1 Objetivo General
5
1.3.2 Objetivos Específicos
6
1.4 Justificación
6
1.5 Hipótesis
7
1.6 Alcances
7
1.7 Variables
8
CAPITULO II – EMISIONES RADIOELECTRICAS Y REDES DE
TELEFONIA MOVIL
2.1 Tipos de emisiones radioeléctricas
9
2.2 Efectos sobre la salud
14
2.3 Principales informes y proyectos sobre el tema (Informes publicados)
17
2.4 Seguridad y Control
20
2.4.1 Calculo de las distancias de seguridad
21
2.4.2 Aislamiento de la zona de riesgo
22
2.4.3 Medición final en las zonas más próximas a las antenas
22
2.5 Regulación nacional
23
2.5.1 Limites Máximos Permisibles para los servicios móviles
25
2.5.2 Noma Técnica sobre restricciones radioeléctricas en áreas de uso
26
publico
2.6 Redes de comunicaciones móviles y sus estaciones bases
28
2.6.1 Características de las redes de móviles
29
2.6.2 Control de potencia y calidad de la red
31
2.6.3 Características de las antenas de las estaciones base
32
2
2.6.4 Diversidad de espacio
35
2.6.5 Polarización Horizontal y Vertical
36
2.6.6 Polarización cruzada
38
2.6.7 Forma del haz de antena
39
2.6.8 Inclinación del haz
41
2.6.9 Ganancia de la antena
43
CAPITULO III – NORMAS Y MATERIAL NECESARIO PARA LA
EVALUACIÓN DE UNA ESTACIÓN DE TELEFONÍA MÓVIL
3.1 Estudio de niveles de exposición
44
3.2 Equipos utilizado en las mediciones
45
3.2.1 Antenas
46
3.2.1.1 Antena Logarítmica periódica
46
3.2.1.2 Antena tipo bocina
47
3.2.2 Analizador de campos electromagnéticos
48
3.2.3 Analizador de espectros
50
3.2.4 Otros equipos y accesorios
51
3.3 Métodos de Medición
52
3.3.1 Medición tipo 1
52
3.3.2 Medición Tipo 2
53
3.4 Protocolo utilizado
54
3.5 Procedimiento para la realización de medidas de niveles de emisión
57
3.5.1 Fase previa de las mediciones
57
3.5.2 Fase-1 de medida (vista previa del ambiente radioeléctrico)
59
3.5.3 Fase-2 de medida
61
3.6 Niveles de Umbral
63
CAPITULO IV – SOFTWARE APLICATIVO PARA LA REALIZACIÓN
DEL ESTUDIO TEÓRICO DE RADIACIONES NO IONIZANTES
4.1 Cálculos predictivos
66
4.1.1 Determinación de la longitud de onda y la dimensión máxima
66
4.1.2 Determinación de las regiones de campo electromagnético
66
3
4.1.3 Predicción de los valores de campo eléctrico (E), densidad de 68
potencia (S), y cociente de exposición
4.1.3.1 Ecuaciones Generales para determinar la densidad de
68
potencia (S)
4.1.4 Ecuaciones para predecir campos de RF
71
4.1.5 Ganancia Relativa y cálculos fuera del haz principal
74
4.1.5.1 Áreas de transmisores múltiples y ambientes complejos
75
4.1.5.2 Cálculos de densidad de potencia, campo eléctrico y 75
cocientes de exposición
4.1.6 Calculo y verificación de las distancias de seguridad
79
80
4.2 Software Aplicativo
4.2.1 Pantalla principal
83
4.2.2 Datos estación base
85
4.2.3 Pantalla de configuración
88
4.2.4 Graficas en 2D
92
4.2.5 Diagrama de Radiación
97
4.2.6 Grafica en 3D
99
4.2.7 Pantalla estudio teórico
103
4.2.8 Resultados de la evaluación teórica
104
4.2.9 Pantalla mediciones en campo con analizador de espectros o EMR- 112
300
4.2.10 Datos de la estación base
115
CAPITULO V – COMPARACIÓN DE LA PREDICCIÓN Y METODOS DE
MEDICIÓN
5.1 Medición tipo 1
118
5.1.1 Limitaciones
118
5.1.2 Calibración y precisión de la medición
119
5.1.3 Incertidumbre de la medición
119
5.2 Medición Tipo 2
123
5.2.1 Limitaciones
123
5.2.2. Calibración y precisión de la medición
123
4
5.2.3 Incertidumbre de la medición
124
5.3 Calculo predictivo
128
5.4 Comparación de las mediciones con la predicción
130
CAPITULO VI – CONCLUSIONES
143
BIBLIOGRAFIA
148
ANEXO A. Norma Técnica, Lineamientos para el desarrollo de los estudios
teóricos de radiaciones no ionizantes
ANEXO B.
Establecen Limites Máximos Permisibles de Radiaciones No
Ionizantes en Telecomunicaciones
ANEXO C. Características de la antena logarítmica
ANEXO D.
Aprueban norma técnica sobre protocolos de medición de
Radiaciones No Ionizantes.
ANEXO E. Código de programación del software
ANEXO F. Fotos de las mediciones
INDICE DE TABLAS
2.1
Distribución de frecuencias en comunicaciones móviles
14
2.2
Niveles de referencia ICNIRP – Exposición Poblacional
24
2.3
Límites Máximos Permisibles ICNIRP – Exposición Ocupacional
25
2.4
Limites ICNIRP para exposición poblacional en las frecuencias utilizadas
en telefonía móvil, troncalizado y PCS
2.5
Limites ICNIRP para exposición ocupacional en las frecuencias
utilizadas en telefonía móvil, troncalizado y PCS
2.6
27
en los servicios de telefonía móvil, troncalizado y PCS
La PIRE a verificar es la suma de las potencias correspondientes a cada
3.1
26
Niveles de referencia para exposición poblacional en áreas de uso público
Niveles de referencia para exposición poblacional en áreas de uso público
2.7
26
uno de los canales que alimentan una antena omnidireccional o la suma
5
28
de las potencias correspondientes a cada uno de los canales de cada sector
en el caso de una antena sectorizada.
Rango de operaciones de antenas
41
3.2
Características de antena logarítmica periódica
46
3.3
Características de antena bocina
47
3.4
Especificaciones técnicas EMR-300
47
3.5
Características de analizador de espectros MS2661B
49
3.6
Expresiones para el Cálculo de Distancias Mínimas hacia Antenas de 51
4.1
Estaciones Transmisoras para el cumplimiento de los Límites de
Exposición Poblacional.
4.2
Expresiones para el Cálculo de Distancias Mínimas hacia Antenas de 79
Estaciones Transmisoras para el cumplimiento de los Límites de
Exposición Ocupacional.
4.3
Límites Máximos Permisibles según Estándar
79
4.4
Límites Máximos Permisibles según Estándar
87
5.1
Distribución de las mediciones por Estación Base
90
5.2
Errores de la Medición Tipo 1
118
5.3
120
Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 1) se presentan
las evaluaciones de la exposición obtenidas de las mediciones realizadas
5.4
con el Analizador de Campos Electromagnéticos.
121
5.5
Errores de la Medición Tipo 2
124
Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 2)” se presentan
5.6
las evaluaciones de las exposiciones totales obtenidas de las mediciones
125
realizadas con el Analizador de Espectros
5.7
5.8
Resumen de la Exposición Poblacional (Calculo Predictivo)” se presentan
las evaluaciones de las exposiciones totales obtenidas de la predicción.
128
130
Comparación de las mediciones con los cálculos predictivos
5.9
131
Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
6
5.10
Mediciones Tipo 1 y Mediciones Tipo 2
Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 1 y los valores de Predicción calculados.
Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional Total de las
Mediciones Tipo 2 y los valores de Predicción calculados.
7
133
RESUMEN
La rapidez del despliegue de las estaciones base de telefonía móvil y la aparición de
noticias alarmistas sobre sus posibles efectos sobre la salud están creando y alimentando
la polémica sobre la percepción social del riesgo desde el inicio del despliegue de la red
de comunicación. La alarma social creada en torno a las antenas o estaciones base se
cimienta en dos creencias infundadas: la de que no existen estudios sobre el impacto de
las emisiones radioeléctricas en la salud y que no existen control ni regulación sobre
esas instalaciones.
Teniendo en cuenta lo anterior, en esta tesis se tratarán varios aspectos diferenciados.
Se empezará dando datos sobre los estudios realizados y de cómo afectan las emisiones
radioeléctricas en la salud. También consistirá en explorar la legislación existente que
regula las emisiones radioeléctricas.
Para evaluar una nueva estación base, se ha diseñado un software programado en
Matlab para realizar los cálculos necesarios, así como estimaciones y previsiones sobre
los resultados que se obtendrán una vez estén todas las antenas instaladas. En el cuarto
capítulo, se explicará en qué consiste este paquete software además de la metodología
utilizada para la predicción.
En el quinto capítulo se compara los resultados de las mediciones con los valores de la
predicción.
8
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1
INTRODUCCIÓN
Desde los años 60s se ha manifestado una creciente preocupación por los efectos de los
campos electromagnéticos de baja frecuencia y de radiofrecuencia, habiéndose realizado
una gran cantidad de estudios en las diversas disciplinas involucradas.
El crecimiento de las Telecomunicaciones en los últimos años ha generado que en
muchos sectores de la población se genere percepción de riesgo y miedo a convivir
cerca de estaciones de telecomunicaciones y principalmente a las de telefonía móvil.
Esta creciente preocupación ha generado que aparezcan diversos documentos
normativos que pretenden regular los límites máximos y mínimos de exposición a la
radiación. En el Perú desde el 2003 se adoptó la recomendación de ICNIRP
(INTERNATIONAL
COMMISSION
ON
NON-IONINZING
RADIATION
PROTECTION), en la cual se establece los límites máximo permisibles (LMP) en la
banda de 9KHz a 300GHz, que es conocida como Radiaciones No Ionizantes (RNI).
La normativa actual de Radiaciones No Ionizantes (RNI), R.M. N°612-2004-MTC/03
(ANEXO A) y D.S. N° 038-2003-MTC (ANEXO B), contempla que para los titulares
de concesiones vigentes que desean instalar nuevas estaciones radioeléctricas o, los
solicitantes de concesión o autorización para prestar servicios de telecomunicaciones
9
que utilicen espectro radioeléctrico, por cada estación a instalar, se encuentran en la
obligación de presentar estudios teóricos de radiaciones no ionizantes (RNI).
Realizar mediciones de radiaciones no ionizantes, propone mantener una supervisión
constante de las estaciones radioeléctricas, además de asegurar que se cumplan los
límites máximos permisibles. Esto acarrea un alto costo tanto para el operador cuando
contrata el servicio de mediciones de RNI, como para las empresas que investigan
acerca de los niveles de campos electromagnéticos (CEM) en una localidad dada.
1.2
PROBLEMA
1.2.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
El servicio de telefonía móvil en el Perú ha crecido en los últimos años en un 150% [1],
como resultado se cuenta con más de 18 millones de teléfonos móviles. Debido esta
gran demanda los operadores se ven en la necesidad de incrementar la instalación de
estaciones base, con la finalidad de mejorar la calidad de servicio, aumentar la
cobertura, y cubrir la demanda.
Este aumento de instalaciones de Estaciones Base (BTS), atrae cierta preocupación de la
población acerca de los daños que podría ocasionar, debido a la mala información,
desinformación, e interés políticos.
Asimismo aun no existiendo el problema de salud pública, la percepción por parte de la
10
población de que se trata de instalaciones que son peligrosas a la salud genera quejas
que son canalizadas a los gobiernos locales los cuales a su vez actúan mediante
dispositivos legales que están frenando la expansión de los servicios de
telecomunicaciones a través de la negativa a conceder las licencias para la construcción
de las instalaciones de telecomunicaciones, o eventualmente desmontando instalaciones
ya existentes.
1.2.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
La prospectiva de la telefonía móvil es a seguir creciendo, no solo con el aumento de
teléfonos móviles sino al incremento de servicios, con lo cual las redes de
telecomunicaciones se encuentran en contantes cambios e incrementos de estaciones
base.
Según la normatividad en el Perú antes de que un operador instale una Estación Base, o
los solicitantes de concesión o autorización para prestar servicios de telecomunicaciones
que utilicen espectro radioeléctrico, deben presentar un “Estudio Teórico de
Radiaciones No Ionizantes”, con esto existe la necesidad de encontrar empresas o
instituciones que realicen dicho estudio, y en el Perú son muy pocas.
Una vez instalada la nueva Estación Base, se debe realizar mediciones de los niveles de
Campos Electromagnéticos (CEM), para poder determinar el aporte de esta nueva
estación en un área dada, con el objetivo de verificar el cumplimiento de los Límites
Máximos Permisibles (LMP) que el Ministerio de Transportes y Comunicaciones
11
(MTC) exige, antes y después de la instalación.
Realizar una medición de CEM, genera un alto costo para los operadores, debido a que
las empresas que brindan el servicio, anticipadamente al trabajo en campo, deben
realizar una visita a la zona donde se ubicará la estación a evaluar, para pronosticar los
posibles puntos de medición; Según la normatividad en el Perú se deben efectuar
mediciones sobre cuatro direcciones ortogonales, a partir de la base de la antena, las
distancias para ejecución de las medidas son de 2, 10, 20, 50, 100m, hay que tener en
cuenta que muchas de las estaciones base se ubican en zonas de alta densidad de
edificios, y existe poca disponibilidad de espacio para cumplir con dicho procedimiento
de medición.
Dicha indisponibilidad obliga que se tenga que cambiar el punto de medición, el cual no
siempre se encuentra dentro de los -3dB de ancho de haz del lóbulo principal, que es
donde se encuentra la mayor radicación de una antena, por lo tanto la medición no es
siempre la más óptima.
1.3
OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar un software aplicativo para realizar el estudio teórico de Radiaciones No
Ionizantes producido por una estación base y comprobar el cumplimiento de los Límites
Máximos Permisibles según el Decreto Supremo N°038-2003-MTC.
12
1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
•
Predecir el aporte de radiación electromagnética debido a la instalación de una
nueva estación base.
•
Hallar las distancias mínimas de seguridad (área que rodea el emplazamiento, en
el cual se superaría los LMP).
•
Predecir las coordenadas geográficas UTM donde se realizará la medición de
Radiaciones No Ionizantes y así reducir los tiempos en el trabajo de campo.
•
Comparar las mediciones hechas en campo vs los cálculos predictivos utilizados,
conocer el error.
1.4
JUSTIFICACION
La necesidad de los operadores por instalar mas estaciones base, implica que
primeramente se deben presentar documentos al MTC, en donde se indique que la
contribución de campos electromagnéticos de la nueva instalación no superará los
Límites Máximos Permisibles, además las municipalidades también exigen estos
documentos, debido a la alarma social y percepción de riesgo.
Por lo tanto diseñar una aplicación que permita realizar un análisis preliminar de las
emisiones radioeléctricas de un determinado emplazamiento de telefonía móvil
contribuirá con:
•
Predecir los niveles de radiación electromagnética, así como recomendar las
13
distancias mínimos de seguridad.
•
Determinar las áreas denominadas zonas calientes (zona en la cual el nivel
radiación se aproxima a los LMP).
•
1.5
Disminuir los tiempos en la realización del trabajo de campo.
HIPOTESIS
Es posible que la predicción de los niveles de radiación no ionizante debido a una
estación base de telefonía móvil, permita verificar el cumplimiento de los Límites
Máximos Permisibles antes de su instalación.
1.6
ALCANCES
La aplicación va a predecir los niveles de RNI, producido por los sistemas de telefonía
móvil.
Todos los cálculos realizados son en campo lejano, debido a que el proceso de medición
también se realiza en el mismo ámbito, y tomando en cuenta perdidas en espacio libre,
ya que las mediciones y los cálculos teóricos según el MTC deben ser hechos teniendo
línea de vista desde el centro de la antena al punto de medición.
Las mediciones en campo se realizarán con 2 metodologías, la primera de banda ancha
(Equipo EMR-300), y la segunda de banda angosta (analizador de espectros), comparar
los valores medidos con los valores teóricos calculados y estimar el error.
14
1.7
VARIABLES
Variable Dependiente
Cociente de Exposición Poblacional
Variable Independiente
Intensidad de Campo Eléctrico, densidad de potencia.
15
CAPITULO II
EMISIONES RADIOELECTRICAS Y REDES DE TELEFONIA
MOVIL
2.1
TIPOS DE EMISIONES RADIOELÉCTRICAS
Los campos electromagnéticos son fenómenos naturales que siempre han estado
presentes. Estos campos naturales son de origen magnético (como el producido por el
giro del núcleo de hierro de la Tierra) y eléctrico (como el que da lugar en las
tormentas).
Las ondas electromagnéticas, en particular, son variaciones de los campos eléctrico y
magnético que se propagan por el aire atenuándose con la distancia. De hecho, la
atenuación que experimentan las ondas electromagnéticas al propagarse por el espacio
es tan elevada que a unos pocos metros de las antenas los niveles de emisión de las
mismas son muy pequeños.
La capacidad que tienen los campos electromagnéticos de propagarse por el espacio fue
establecida en la segunda mitad del siglo XIX. Aunque hubo que esperar hasta los
primeros años del siglo XIX para que vieran la luz las primeras aplicaciones prácticas
en el campo de la comunicación [2].
16
Las emisiones electromagnéticas pueden ser de 2 tipos, dependiendo de la frecuencia de
emisión. En la Figura 2.1 se puede ver la clasificación de las diferentes emisiones
existentes en estos dos grande grupos.
•
Emisiones ionizantes: Son aquellas provocadas por emisiones de alta
frecuencia, como los rayos X o los rayos ultravioleta. Su energía es tan elevada
que pueden provocar alteraciones en las moléculas de las células vivas, y según
su utilización producir efectos beneficiosos o perjudiciales.
•
Emisiones no ionizantes: Son las provocadas por emisiones de baja frecuencia,
como aquellas empleadas en sistemas de telefonía móvil, difusión de radio y
televisión. Las emisiones no ionizantes no disponen de energía suficiente para
ionizar la materia, por lo que no afecta a la estructura atómica y molecular de los
tejidos vivos. Para que la ionización se produzca se requiere una frecuencia
superior a 1016 Hz.
17
Fig. 2.1 Clasificación de las emisiones [3]
Clasificación de los campos electromagnéticos no ionizantes:
Refiriéndonos a los CEM no ionizantes, podemos distinguir dos grandes grupos de
fuentes de exposición en nuestro entorno:
1.
Las fuentes que generan campos de frecuencias inferiores a 3 kHz
(0Hz≤f<3kHz), entre los que se encuentran:
18
•
Las de “campos estáticos” (0 kHz):
Trenes de levitación magnética, sistemas de resonancia magnética para
diagnóstico médico y los sistemas electrolíticos en aplicación industrialexperimental.
•
Las fuentes de los campos de frecuencias extremadamente bajas (30 Hz≤f<300
Hz):
Equipos relacionados con la generación, transporte o utilización de la energía
eléctrica de
60
Hz,
líneas
de
alta
y
media
tensión y
aparatos
electrodomésticos (neveras, secadores de pelo, etc.).
•
Desde 300 Hz a 3 kHz
Cocinas de inducción, antenas de radiodifusión modulada y equipos de
soldadura de arco.
2.
Las conocidas como fuentes de campos de radiofrecuencias (3 kHz ≤ f < 300
GHz), que, clasificadas por rangos de frecuencia, son las siguientes:
•
Desde 3kHz a 30 kHz (VLF):
Antenas de radionavegación y radiodifusión modulada, monitores de
ordenador, sistemas antirrobo.
•
Desde 30 kHz a 300 kHz (LF):
Pantallas y monitores, antenas de radiodifusión, comunicaciones marinas y
19
aeronáuticas, radiolocalización.
•
Desde 300 kHz a 3 MHz (HF):
Radioteléfonos marinos, radiodifusión AM, termoselladoras.
•
Desde 3 MHz a 30 MHz:
Antenas de radioaficionados, termoselladoras, aparatos para diatermia
quirúrgica, sistemas antirrobo.
•
Desde 30 MHz a 300 MHz (VHF):
Antenas de radiodifusión, frecuencia modulada, antenas de estaciones de
televisión, sistemas antirrobo.
•
Desde 300 MHz a 3 GHz (UHF):
Teléfonos
móviles,
antenas
de
estaciones
base
de
telefonía
móvil,
hornos de microondas, aparatos para diatermia quirúrgica, sistemas antirrobo.
•
Desde 3 GHz a 30 GHz (SHF):
Antenas de comunicaciones vía satélite, radares, enlaces por microondas.
•
Desde 30 GHz a 300 GHz (EHF):
Antenas de radionavegación, radares.
20
El conjunto de todas las posibles ondas electromagnéticas configura el espectro
electromagnético. Las ondas utilizadas por la telefonía móvil se incluyen entre las
llamadas ondas de radio, en concreto con frecuencias entre 800 y 1900 MHz. La luz es
una radiación electromagnética también, pero de frecuencia superior. Por último se
encuentra radiaciones no ionizantes con frecuencias superiores a las de la luz (millones
de veces superiores a las utilizadas por la telefonía móvil).
La telefonía móvil en Perú emplea las siguientes bandas de frecuencia:
Tabla 2.1 Distribución de frecuencias en comunicaciones móviles
SERVICIO
EB - TM
TM - EB
2.2
TRONCALIZADO
TELEFONIA MOVIL
800 MHz
Banda A
Banda A’
Banda B
Banda B’
Banda Total
(MHz)
(MHz)
(MHz)
(MHz)
(MHz)
870.03 –
890.01 -
880.02 -
891.51 -
879.99
891.48
889.98
893.97
825.03 –
845.01 –
835.02 –
846.51 –
834.03
846.48
844.98
848.97
851 - 869
806 - 824
PCS
1900
MHz
Banda
A
(MHz)
1930 1990
1850 1910
Efectos sobre la salud
El aumento de las instalaciones de telecomunicaciones ha generado cierto recelo sobre
el impacto de las estaciones base en el entorno urbano. Este recelo ha sido suscitado por
21
la difusión de una multiplicidad de mensajes confusos sobre supuestos efectos de la
telefonía móvil en la salud.
Es cuestionable que cualquier agente externo, físico o químico, puede provocar
reacciones biológicas en el cuerpo humano. Estas respuestas no implican la existencia
de un efecto perjudicial para la salud.
Para la valoración de los posibles efectos de los campos electromagnéticos sobre la
salud, los distintos comités científicos, formados por expertos reconocidos de distintas
áreas y especialidades (ingeniería, medicina, física, etc.) han tenido en cuenta el
conjunto de las más de 3000 investigaciones publicadas. A modo de resumen se puede
decir que, en general, los efectos comprobados bajo exposición a campos
electromagnéticos usados por las telecomunicaciones, están relacionados con la
capacidad que tiene estas ondas de inducir corrientes eléctricas en los tejidos expuestos,
lo que conduce a la elevación de la temperatura interna del cuerpo. Si el incremento de
la temperatura corporal no es severo, mayor a 1ºC, la sangre circulante es capaz de
disipar el exceso moderado de calor. Los efectos de la telefonía móvil son los mismos
que los de cualquier fuente de calor, por ejemplo el sol o la calefacción. En concreto, las
conclusiones se basan en [23]:
•
Estudios experimentales: realizadas en los laboratorios de investigación con
células aisladas o animales.
22
•
Estudios clínicos: Llevados a cabo en personas que voluntariamente permiten
monitorizar su organismo mientras se someten a campos electromagnéticos
como los existentes en la vida diaria.
•
Estudios epidemiológicos: que fundamentalmente son análisis objetivos, a partir
de los historiales médicos y no por encuestas directas, de la salud de grupos de
población expuestos y no expuestos a campos electromagnéticos.
El estudio del comportamiento de los campos electromagnéticos en relación con la salud
no es un asunto reciente, desde los años 50 y 60 grupos de científicos en todo el mundo
han trabajado sobre el tema de acuerdo con una serie de métodos y técnicas que
permiten establecer los efectos potenciales de las emisiones electromagnéticas
cualquiera que sea su naturaleza. Las investigaciones han conducido a la determinación
de los niveles admisibles de exposición tanto para los teléfonos móviles como para las
antenas, por debajo de los cuales se garantiza la ausencia de efectos térmicos capaces de
producir riesgo sanitario. En concreto, para los terminales de telefonía móvil el límite de
exposición se ha establecido a partir del SAR (Specific Absortion Rate), o lo que es lo
mismo, la capacidad de absorción de radiación por los tejidos cercanos al teléfono
móvil [24].
De acuerdo a los estudios científicos que viene realizando la Organización Mundial de
la Salud - OMS, hasta la fecha no se ha demostrado que la exposición de las personas a
campos de radiofrecuencia de bajo nivel como los emitidos por las estaciones de
telefonía móvil y de radiodifusión, cause efectos adversos a la salud. Sin embargo,
recomienda a los países como medida de precaución, aprobar estándares internacionales
23
que limiten las radiaciones que emiten estas estaciones.
Los valores aprobados por la Comisión Internacional de Protección contra las
Radiaciones No Ionizantes - ICNIRP como límites máximos de exposición, son
estándares internacionales recomendados por la OMS y la Unión Internacional de
Telecomunicaciones - UIT. En tal sentido, la operación de las estaciones móviles, de
radio y televisión por debajo de estos niveles garantiza que no se generará efecto
negativo sobre la salud de las personas.
El Estado Peruano ha venido adoptando medidas de precaución a efectos de cautelar
preventivamente la salud de la población. Mediante Decreto Supremo No. 038-2003MTC, se aprobó como límites máximos para las radiaciones no ionizantes en
telecomunicaciones, los valores aprobados por el ICNIRP que han sido recogidos en la
legislación de más de 30 países a nivel mundial, entre ellos, Argentina, Brasil,
Colombia y Bolivia. Posteriormente se han emitido normas complementarias tales como
Protocolos de medición, Lineamientos para la presentación de estudios teóricos,
Procedimiento de Supervisión y Control, entre otras.
2.3
Principales informes y proyectos sobre el tema (Informes publicados)
Organización Mundial de la Salud (OMS) [4]
En respuesta a la preocupación pública por los posibles efectos adversos a la salud que
podrían producir las radiaciones electromagnéticas, la Organización Mundial de la
Salud – OMS inició en 1996 el Proyecto Internacional sobre los Campos
24
Electromagnéticos –CEM.
Si bien las investigaciones que se vienen realizando en el marco del CEM concluirán en
el 2012, la OMS ha señalado que el balance de la evidencia a la fecha sugiere que la
exposición a campos de radiofrecuencia de bajo nivel (como los emitidos por teléfonos
móviles y sus estaciones) no causa efectos adversos a la salud. (En: “Establishing a
dialogue on risk from electromagnetic field”, OMS).
Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes –
ICNIRP [5]
“En el caso de efectos potenciales de largo plazo por la exposición, tales como un
incremento en el riesgo de cáncer, ICNIRP concluye que la información disponible es
insuficiente para proporcionar una base para el establecimiento de restricciones a la
exposición”. (En: “Recomendaciones para limitar la exposición a campos eléctricos,
magnético y electromagnéticos”, ICNIRP)
Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) – USA [6]
“No existe evidencia científica que pruebe que el uso de teléfonos móviles pueda
generar cáncer o alguna variedad de otros problemas, incluyendo dolores de cabeza,
mareos o pérdida de memoria” (En: “Radio Frequency Safety”, Office of Engineering
and Technology, FCC)
Administración Estadounidense de Alimentos y Fármacos (FDA) [7]
“No existen riesgos conocidos ante la exposición a las emisiones de radiofrecuencia
25
provenientes de los teléfonos inalámbricos". (En: Consumer information on wireless
phones, FDA).
Real Sociedad de Canadá [8]
“La evidencia epidemiológica actual no soporta una asociación entre la exposición a
campos de radiofrecuencia y riesgos de cáncer, problemas reproductivos, anomalías
congénitas, epilepsia, dolor de cabeza o suicidio”. (En: “Expert Panel Report prepared
at the request of the Royal Society of Canada for Health Canada”).
Disparidad en los Estándares [9]
Los esfuerzos de los distintos países por lograr una uniformidad (“armonización”) de
criterios, respecto de los estándares de exposición a las RNI, han dado sus resultados en
los últimos 5 años. Como buen ejemplo podemos citar que en la región de
Latinoamérica y el Caribe, exceptuando el caso de la República de Bolivia (adoptó los
limites de Estados Unidos de América), el resto de los países que han legislado respecto
de la exposición humana a las RNI, han adoptado, con pequeñas variaciones, los limites
propuestos por la Comisión Internacional para la protección de las radiaciones no
Ionizantes (ICNIRP), que son los recomendados por la Organización Mundial de la
Salud (OMS).
Lamentablemente, esta situación tiene sus excepciones, y países como Estados Unidos
de América, Rusia e Italia poseen límites bien diferenciados, donde los valores de los
LMP de USA para telefonía celular son bien diferentes de los de Rusia e Italia. Esta
disparidad en los valores LMP, bien puede confundir al momento de emitir un informe,
26
fundamentalmente periodístico, pues cumpliendo los límites del ICNIRP podrían no
cumplirse los limites de los países nombrados anteriormente.
Los limites elaborados por el ICNIRP y por la administración Americana (FCC),
responden a la concepción de “efecto térmico” de exposición a las RNI y a su vez el
valor que finalmente aparece en la tabla fue afectado previamente por un coeficiente de
seguridad.
Los valores más estrictos, como los de Rusia o Italia, obedecen a concepciones de
“efectos térmicos” o a interpretaciones particulares del “Principio de Precaución”
recomendado por la OMS.
2.4
Seguridad y control
Para asegurar y controlar que los niveles de exposición de las personas a campos
electromagnéticos se encuentran dentro de los límites establecidos, se han puesto en
marcha diferentes mecanismos de control por parte de las administraciones y de las
propias empresas.
El tipo de exposición de las personas a los CEM, se clasifica en:
•
Caso ocupacional: Las personas expuestas deben tener total conocimiento de
riesgos.
•
Caso poblacional: La población en general, que es obviamente mayor que la
población ocupacional, a su vez puede correr otros riesgos y por lo general no
27
puede ser controlada individualmente. En estos casos, los niveles de exposición
que se fijan son sensiblemente más bajos que los ocupacionales, tomando como
parámetro un quinto de ellos.
Entre los mecanismos que aseguran el control y seguimiento exhaustivo de estas
instalaciones están:
•
La realización de una inspección de la estación base por parte de los servicios de
control e inspección de la Administración, especialmente orientado a comprobar
que no se superan los límites de exposición.
•
Autorización administrativa previa para que puedan emitir las estaciones base.
•
Verificar el cumplimiento de la obligación semestral de monitoreo de las
estaciones por parte de los servicios técnicos de la Administración.
Para la instalación de estaciones base se sigue una metodología estructurada en tres
fases fundamentales:
2.4.1 Calculo de las distancias de seguridad, considerando
los niveles de
referencia calculados, dicho cálculo se realiza teniendo en cuenta el “caso
peor”, es decir, teniendo en cuenta la máxima potencia de la antena y un
100% de ondas reflejadas[10].
2.4.2 Aislamiento de la zona de riesgo, comprobando que la distancia de
seguridad queda inaccesible a las personas. En casi todas las instalaciones se
28
buscan emplazamientos y se elevan las antenas suficientemente para que no
sea necesario restringir zonas que son accesible a personas, como las
azoteas.
2.4.3 Medición final en las zonas más próximas a las antenas, comprobándose
limites inferiores a los límites de exposición.
Fig. 2.2. Mediciones de Campo Lejano
La Administración garantiza que se tomen las medidas necesarias para que no
exista riesgo para la salud humana controlando la correcta aplicación de la
legislación. Las distintas normas permiten el control exhaustivo de la instalación
y funcionamiento de las estaciones base de telefonía móvil.
Entre enero y abril del 2005 en Lima se midieron las emisiones de 40 estaciones
base de telefonía móvil, por técnicos independientes de las operadoras, el
resultado fue que todas ellas emiten muy por debajo de los límites legales.
29
2.5
Regulación Nacional
El 6 de julio de 2003 se publicó el D.S. 038-2003-MTC [11], en el Diario El Peruano,
los
“Límites
Máximos
Telecomunicaciones“.
Permisibles
Estos
de
Límites
Radiaciones
Máximos
No
Ionizantes
en
adoptan
las
Permisibles
recomendaciones de la “International Commission on Non-Ionizing Radiation
Protection” (ICNIRP) para el rango de frecuencias entre 9kHz y 300GHz.
Fig. 2.3. Margen de Seguridad, respecto a Límite, según Recomendación ICNIRP
El D.S. 038-2003-MTC, entró en vigencia el 6 de enero del 2004. Dicho dispositivo ha
sido utilizado en el presente estudio para evaluar los niveles de campo
electromagnético.
30
Tabla 2.2. Niveles de Referencia ICNIRP – Exposición Poblacional [12]
RANGO DE
FRECUENCIAS
(MHz)
INTENSIDAD
INTENSIDAD
DENSIDAD
DENSIDAD
DE CAMPO
DE CAMPO
DE FLUJO
DE
ELÉCTRICO
Hasta 1 Hz
MAGNÉTICO MAGNÉTICO POTENCIA
(Vm-1)
(Am-1)
(µ
µT)
–
3.2 x 104
4 x 104
4
2
4
–
2
1 – 8 Hz
10 000
3.2 x 10 / f
8 – 25 Hz
10 000
4000/ f
5000/ f
–
0,025 – 0, 8 kHz
250 / f
4/ f
5/ f
–
0,8 – 3 kHz
250 / f
5
6.25
–
3 – 150 kHz
87
5
6.25
–
0.15– 1 MHz
87
0.73/ f
0.92 / f
–
1 – 10 MHz
87/ f 0,5
0.73/ f
0.92/ f
–
10 – 400 MHz
28
0.073
0.092
2
400 – 2000 MHz
1.375ƒ 0,5
0.0037ƒ 0,5
0.0046ƒ 0,5
ƒ/ 200
2 – 300 GHz
61
0.16
0.20
10
f: frecuencia en MHz
31
4 x 10 / f
(Wm-2)
–
Tabla 2.3. Límites Máximos Permisibles ICNIRP – Exposición Ocupacional [13]
RANGO DE
FRECUENCIAS
(MHz)
INTENSIDAD INTENSIDAD
DE CAMPO
DE CAMPO
DENSIDAD
DE FLUJO
DENSIDAD DE
ELÉCTRICO MAGNÉTICO MAGNÉTICO
Hasta 1 Hz
1 – 8 Hz
(Vm-1)
(Am-1)
(µ
µT)
–
1.63 x 105
2 x 105
20 000
5
1.63 x 10 / f
4
2
5
2 x 10 / f
POTENCIA
(Wm-2)
–
2
–
4
8 – 25 Hz
20 000
2 x 10 / f
2.5 x 10 / f
–
0.025 – 0.82 kHz
500 / f
20 / f
25 / f
–
0.82 – 65 kHz
610
24,4
30.7
–
0.065 – 1 MHz
610
1.6 / f
2/f
–
1 – 10 MHz
610 / f
1.6 / f
2/f
–
10 – 400 MHz
61
0,16
0,2
10
400 – 2000 MHz
3 ƒ 0,5
0.008 ƒ 0,5
0.01 ƒ 0,5
ƒ / 40
2 – 300 GHz
137
0.36
0.45
50
f: frecuencia en MHz
2.5.1 Límites Máximos Permisibles para los servicios móviles
En base a los documentos descritos anteriormente podemos calcular los Límites
Máximos Permisibles de referencia para los servicios móviles. En las tablas 2.4 y 2.5 se
presentan dichos niveles tanto para exposición poblacional y ocupacional.
32
Tabla 2.4. Limites ICNIRP para exposición poblacional en las frecuencias
utilizadas en telefonía móvil, troncalizado y PCS
BANDA
FRECUENCIA
E(V/m) H(A/m) B(uT)
S(W/m2)
870.03 – 879.99 MHz
40.673
0.109
0.136
4.375
890.01 – 891.48 MHz
41.037
0.110
0.137
4.454
869.04 – 870 MHz
40.545
0.109
0.136
4.348
Troncalizado
851 – 869 MHz
40.323
0.109
0.135
4.300
PCS (A)
1930 – 1945 MHz
60.523
0.163
0.202
9.688
Telefonía
Móvil Celular
Tabla 2.5. Limites ICNIRP para exposición ocupacional en las frecuencias
utilizadas en telefonía móvil, troncalizado y PCS
BANDA
H(A/m) B(uT) S(W/m2)
FRECUENCIA
E(V/m)
870.03 – 879.99 MHz
88.742
0.237
0.296
21.875
890.01 – 891.48 MHz
89.536
0.239
0.298
22.269
869.04 – 870 MHz
88.463
0.236
0.295
21.738
Troncalizado
851 – 869 MHz
87.977
0.235
0.293
21.500
PCS (A)
1930 – 1945 MHz
132.051
0.352
0.440
48.438
Telefonía
Móvil Celular
2.5.2 Norma Técnica sobre restricciones radioeléctricas en áreas de uso público
Como una directiva complementaria al D.S. 038-2003-MTC se publicó, el 28 de febrero
de 2005, la Norma Técnica sobre Restricciones Radioeléctricas en Áreas de Uso
Público (R.M. Nº120-2005-MTC/03) [14].
Esta Norma Técnica establece los Niveles de Referencia para Exposición de la
Población en Áreas de Uso Público y define como “Áreas de Uso Público” a aquellos
33
lugares donde se considera que la población expuesta podría ser sensible a los campos
electromagnéticos, pudiendo ser:
•
Colegios (de Educación Inicial, Primaria y Secundaria)
•
Hospitales, Centros de Salud y Clínicas
Tabla 2.6 Niveles de Referencia para exposición poblacional en áreas de uso público
(*) [15]
RANGO DE
INTENSIDAD DE CAMPO
DENSIDAD DE POTENCIA
FRECUENCIAS
ELÉCTRICO (V/m)
(W/m2)
9 – 150 KHz
61.5
-
0.15 – 1MHz
61.5
-
1 – 10MHz
61.5f0.5
-
10 – 400MHz
20
1
400 – 2000 MHz
0.972f0.5
f/400
2 – 300 GHz
43.1
5
(*) Se podrá utilizar cualquiera de las magnitudes expresadas en el cuadro: intensidad
de campo eléctrico o densidad de potencia por rango de frecuencias.
De acuerdo a esto, se puede deducir que los niveles de referencia para Exposición
Poblacional en Áreas de Uso Público en los Servicios Móviles serán los que se
muestran en la tabla 2.7.
34
Tabla 2.7. Niveles de Referencia para Exposición Poblacional en Áreas de Uso
Público en los Servicios de Telefonía Móvil, Troncalizado y PCS
INTENSIDAD
DENSIDAD
DE CAMPO
DE
ELÉCTRICO
POTENCIA
(V/m)
(W/m2)
870.03 – 879.99 MHz
28.752
2.187
890.01 – 891.48 MHz
29.009
2.226
869.04 – 870 MHz
28.661
2.173
TRONCALIZADO
851 – 869 MHz
28.504
2.15
PCS (A)
1930 – 1945 MHz
42.784
4.843
RANGO DE
FRECUENCIA
TELEFONÍA
MÓVIL CELULAR
2.6
FRECUENCIA
REDES DE COMUNICACIONES MÓVILES Y SUS ESTACIONES
BASES
Las redes de telecomunicaciones móviles interconectan dos o más abonados que tienen
la posibilidad de moverse a velocidades relativamente grandes para lo cual utilizan los
campos electromagnéticos de radiofrecuencia para establecer las comunicaciones entre
los diversos componentes de la red, incluyendo los usuarios de la misma.
Los primeros sistemas de telefonía móvil aparecen a principio de los años 80 y eran
análogos y trabajaban las bandas de frecuencias de 450, 800 y 900MHz. Luego en los
años 90 aparecen los sistemas digitales, que operan en frecuencias más altas, en las
bandas de 1800, 1900 MHz, empleando diferentes técnicas de modulación. Ahora
35
tenemos
los
sistemas
de
tercera
generación,
el
Sistema
Universal
de
Telecomunicaciones Móviles (UMTS).
2.6.1 Características de las Redes de Móviles
Entre sus principales características se encuentran:
•
Operación bajo la forma de una red de células (celdas).
•
En vez de utilizar un transmisor de gran potencia y gran cobertura se subdivide
el área de cobertura en áreas más pequeñas llamadas células que tiene como
elemento central a las estaciones bases. Estas estaciones bases son instalaciones
fijas que se interconectan con los teléfonos móviles mediante ondas
electromagnéticas de radiofrecuencia.
•
Las estaciones base también se comunican con las centrales de sus propias redes
o las de otras redes móviles para comunicarse con otros abonados móviles y con
las centrales de telefonía fija para interconectar a los abonados móviles con los
abonados de telefonía fija mediante campos electromagnéticos, por lo tanto las
personas en las cercanías tanto del teléfono como de la estación base son
sometidas a exposición por radiaciones electromagnéticas.
•
Las antenas que producen la radiación de RF, son montadas sobre torres, postes
o en forma distribuida en las paredes en la parte más alta de los edificio, pues
necesitan estar a cierta altura para poder tener una cobertura más amplia.
•
Cuando uno se comunica mediante un teléfono móvil, se conecta a una estación
base cercana. Desde la estación base, la llamada telefónica va hacia la central de
36
telefonía móvil que nos conecta con cualquier otro abonado móvil o con algún
abonado de la telefonía fija.
Fig. 2.4. Esquema Básico de un Sistema de telecomunicaciones Móviles Celulares.
Las celdas a su vez se dividen en sectores (Figura 2.5), en lugar de utilizar una antena
que irradia señal equitativamente en todas la direcciones (antena omnidireccional), son
utilizadas antenas que solo irradian haces angostos de 120º (en un arreglo de tres lados)
ó 60º (en un arreglo de seis lados).
37
Fig. 2.5. Celdas Sectorizadas
La sectorización permite un pequeño incremento en la capacidad y afrontar una mayor
pérdida por espacio libre debido a que la ganancia de las antenas sectoriales le da al
móvil una señal más fuerte, lo que incrementa el rango de cobertura. Además, en las
ciudades, la sectorización previene las reflexiones multitrayecto que podrían ocurrir si
se utiliza una antena omnidireccional, debido a que en un sector las señales se envían en
un haz más angosto reduciendo la posibilidad de reflexiones.
La configuración sectorizada de las estaciones base permite utilizar menor potencia en
los transmisores, debido a que una antena omnidireccional típicamente tiene una
ganancia de 11dBi mientras que una antena utilizada en un sector tiene una ganancia
promedio de 17dBi, permitiendo un ahorro potencial de 6dB.
2.6.2 Control de Potencia y Calidad de la Red [25]
38
La capacidad de la red se incrementa utilizando técnicas como la reutilización de
frecuencias, la asignación adaptativa de canal, el control de potencia, saltos de
frecuencia, algoritmos de codificación, diversidad de antenas en la estación móvil, etc.
El control de potencia busca transmitir cada señal con la calidad adecuada para su
correcta recepción y causando, además la menor interferencia posibles en el resto de
señales.
Un efecto colateral no deseado del control de potencia es la radiación, no prevista,
causada por las variaciones transitorias de nivel.
El control de potencia juega un papel muy importante en la disminución del nivel de
exposición por parte de los usuarios de los teléfonos móviles. La reducción puede ser
hasta del orden de 1000 veces o más.
La reutilización de frecuencias es importante, para evitar la interferencia co-canal,
permite mejorar la capacidad del sistema e incrementa el tiempo de vida de la batería
del terminal móvil y reduce la interferencia.
2.6.3 Características de las Antenas de las Estaciones Base [26]
Las estaciones bases utilizan antenas omnidireccionales y sectoriales para la
comunicación con los teléfonos móviles o radios (en el caso del troncalizado); pero
también en algunos casos en forma alternativa a los enlaces por fibra óptica se utilizan
39
antenas parabólicas para el radioenlace que servirá como sistema de transporte de la
información entre la estación base y la central de telecomunicaciones móviles.
Fig2.6. Panorama general de las instalaciones de antenas en una estación base y antenas
para el enlace con la central móvil [26]
Fig. 2.7. Estaciones bases incluyendo caseta, torre, antenas para la cobertura
40
Las antenas omnidireccionales sirven para cubrir un ángulo de acimut de 360 º y
normalmente se utilizan en la etapa inicial de la expansión de la estación base o en
zonas rurales. Las antenas sectoriales cubren ángulos de 60º y 120 º y sirven para
expandir la cobertura de abonados de la estación base
Fig.2.8. Antena omnidireccional y sus patrones de radiación
Fig. 2.9. Antena sectorial y sus patrones de radiación
41
Las antenas de las estaciones bases son posicionadas en las partes más altas de las
torres.
2.6.4 Diversidad de Espacio [27]
En la cual se tienen tres antenas por sector, dos para recepción con diversidad y una
para transmisión. Las antenas de recepción con diversidad están separadas de 5 a 10
longitudes de onda tal como se muestran en la figura 2.10.
(b)
(a)
Fig. 2.10. (a) Antena con diversidad horizontal. (b) Separación entre las antenas en
términos de la longitud de onda.
42
Fig. 2.11. Separación entre las antenas en términos de la longitud de onda
Diversidad por Polarización
Las reflexiones que ocurren en áreas urbanas no siempre tienen la misma polarización;
puede haber componentes horizontales también. Por otro lado, un teléfono móvil nunca
está posicionado verticalmente, lo que significa que todas las polarizaciones entre
vertical y horizontal son posibles. De esa forma tiene sentido que estas señales también
puedan ser utilizadas.
La diversidad en el espacio utiliza dos antenas polarizadas
verticalmente en la recepción y compara la intensidad de la señal. La diversidad por
polarización utiliza dos antenas ortogonalmente polarizadas y compara las señales
resultantes.
2.6.5 Polarización Horizontal y Vertical [27]
Los dipolos de los dos sistemas de antenas son polarizados de forma horizontal y
vertical respectivamente. No se requiere una separación espacial, lo que quiere decir,
43
que dipolos con polarizaciones diferentes pueden ser instalados en una estructura
común. Un aislamiento suficiente puede ser alcanzado, aún cuando estos dipolos estén
intercalados en una única unidad doblemente polarizada con dimensiones no mayores a
las de una antena de polarización única.
Fig. 2.12. Sistema de antenas sectorizadas con Recepción de Diversidad de Polarización
Las antenas de polarización doble (horizontal y vertical), permiten el aislamiento
suficiente (en el orden de 30 dB) entre el sistema polarizado horizontalmente y el
sistema polarizado verticalmente y solo necesitan dos antenas por sector distanciadas 2
longitudes de onda, una para transmisión y otra para recepción con polarización doble
(horizontal y vertical), pudiendo reducirse a una sola unidad mediante la utilización de
un duplexor para transmitir y recepcionar simultáneamente con la antena vertical y una
antena con polarización horizontal para recepción en diversidad.
Las antenas de polarización doble (horizontal / vertical) tiene una desventaja que los
portátiles y los móviles suelen operar con polarización vertical, por lo que la eficiencia
44
de la recepción de la antena vertical en una EB de polarización dupla (horizontal /
vertical) será mayor que en el sistema horizontal. Concluimos que la polarización
horizontal no es realmente adecuada para la transmisión.
2.6.6 Polarización Cruzada
Sin embargo, en antenas de polarización dupla cruzada con +45° / -45°, ambos sistemas
son equivalentes con respecto a su eficiencia en la propagación. Los dos sistemas, por lo
tanto, pueden ser usados con buenos resultados también tanto en transmisión como
recepción.
Además, la característica de esta antena permite hacer transmisiones
simultáneas de dos transmisores sin el uso de un combinador de transmisión.
Las antenas de polarización cruzada que son llamadas antenas X-Pol, tienen
dos
modos de polarización a +- 45º e – 45º. Estas polarizaciones pueden ser separadas en
componentes verticales y horizontales de igual amplitud y dependiendo de la
orientación de los obstáculos, estas componentes son afectadas diferentemente.
Estructuras orientadas verticalmente como torres o paredes de edificios tendrán grande
influencia en componentes verticales, por otro lado un tejado plano alterará aún más los
componentes horizontales
Por tanto, las reflexiones no sólo destruyen los diagramas de radiación de antenas X-Pol
como también alteran la dirección de polarización, lo que puede llegar a una reducción
en el rendimiento de la diversidad.
45
Fig. 2.13. Antena polarizada en X para 2 canales de transmisión y 2 de recepción.
Fig. 2.14. Diversidad polarización de antena. (Haz sectorial de 120 °)
2.6.7 Forma del Haz de Antena
Las radio señales desarrolladas por las estaciones base son alimentadas a las antenas, las
cuales producen haces que son radiados en la celda alrededor de la estación base. El
46
perfil de los haces es cuidadosamente escogido por los planificadores de las redes a fin
de producir una cobertura optima de la celda, pero el principio general de la formación
del rayo se ilustra en la Figura 2.15.
Los rayos formados por antenas usados en bases macrocelulares son estrechos en el
plano de elevación con anchura típica entre 5º y 10º. El haz esta también ligeramente
inclinado hacia abajo, entonces el borde superior del haz principal es aproximadamente
horizontal donde el borde inferior es dirigido 10º bajo la horizontal.
Cuando se consideran las alturas a las cuales las antenas son montadas, esto implica que
el haz principal desde la antena de la base se espera que llegue a tierra típicamente entre
50 y 300m. desde el pie y el mástil. Las antenas usadas en estaciones base
microcelulares tienen haces mucho más anchos en el plano de elevación porque tratan
de comunicarse sobre distancias mucho más cortas.
Fig. 2.15. Forma de haz de una antena típica utilizada en estación base
47
2.6.8 Inclinación del Haz
La propagación ideal entre celdas de una red de telefonía móvil implica la estricta
limitación del área de cobertura de cada celda para evitar interferencias entre ellas, por
un lado es necesario darle al haz de la antena una inclinación vertical hacia abajo
(conocido como downtilt) que puede lograrse mecánicamente inclinando la antena hacia
abajo o también eléctricamente mediante el ajuste adecuado de las fases de la señal en
las antenas, por otro lado es necesario atenuar el lóbulo lateral vertical superior de las
antenas para minimizar la formación de zonas de interferencia.
Fig. 2.16. Inclinación del haz debido a inclinación de la antena
48
Fig. 2.17. Propagación ideal entre las células de un sistema
Fig. 2.18. Modificaciones del haz para limitar el área de cobertura y evitar zonas de
interferencia
49
2.6.9 Ganancia De La Antena
La ganancia es definida como una relación de potencia y es usualmente expresada en
decibeles y abreviada “dB” La definición de decibeles es dB=10log(Pout/Pin), donde
Pout es la potencia comparada con la potencia de referencia Pin.
La relación entre la ganancia de una antena representada en dBi y representada en dBd
es:
dBi=dBd+ 2.15
50
(Ec 2.1)
CAPITULO III
NORMAS Y MATERIAL NECESARIO PARA LA EVALUCIÓN DE UNA
ESTACIÓN DE TELEFONIA MOVIL
El reglamento que establece condiciones de protección del dominio público
radioeléctrico, restricciones a las emisiones radioeléctricas y medidas de protección
frente a emisiones radioeléctricas, aprobado mediante el Decreto Supremo Nº 0382003-MTC dispone que los operadores que establezcan redes de telecomunicaciones
elaborarán un estudio detallado, que indique los niveles de exposición radioeléctrica en
áreas cercanas a sus instalaciones emisoras, en las que puedan permanecer
habitualmente personas.
3.1
ESTUDIO DE NIVELES DE EXPOSICIÓN
Los operadores de telefonía móvil, así como aquellos que establezcan redes de soporte
de radiodifusión sonora y de televisión, y cuyas estaciones radioeléctricas se encuentren
en los supuestos contemplados en la tabla 3.1 deben realizar el monitoreo de sus
estaciones radioeléctricas anualmente de acuerdo a los protocolos que para tal efecto
dicta el Ministerio de Transporte y Comunicaciones.
51
Tabla 3.1 La PIRE a verificar es la suma de las potencias correspondientes a cada uno
de los canales que alimentan una antena omnidireccional o la suma de las potencias
correspondientes a cada uno de los canales de cada sector en el caso de una antena
sectorizada.
SERVICIO / SISTEMA
Servicio
de
SE REQUIERE MONITOREO SI:
buscapersonas La distancia de la antena a todo punto
(unidireccional y bidireccional)
accesible por la personas es menor a 10
Servicio de telefonía móvil celular
metros y PIRE mayor a 1230 vatios.
Servicio troncalizado
Servicios privados (fijo y móvil)
Sistemas
de
acceso
fijo
inalámbrico
Sistemas multicanales analógicos
y digitales por debajo de 1 GHz
Servicio
de
Comunicaciones La distancia de la antena a todo punto
Personales
accesible por la personas es menor a 10
Sistemas multicanales analógicos metros y PIRE mayor a 1570 vatios.
y digitales por encima de 1GHz
Estaciones terrenas pertenecientes Angulo de elevación de la antena menor a
al servicio fijo por Satélite
25º o potencia HPA mayor a 25 vatios o
diámetro de la antena mayor a 3.6.
Servicio de Radiodifusión
En todos los casos, salvo las estaciones
clasificadas como de aja potencia por la
Norma
Técnica
del
Servicio
de
Radiodifusión, probada por R.M. Nº 3582003-MTC/03.
3.2
EQUIPOS UTILIZADOS EN LAS MEDICIONES
Los equipos usados para las mediciones en el presente estudio, consistieron de:
52
•
Antenas para diferentes frecuencias, que se conectan a un analizador de
espectros
a través de un cable coaxial, permitiendo medir los niveles de
intensidad de campo eléctrico en bandas de interés, incluso cuando son muy
pequeños.
•
Un analizador de campos electromagnéticos con su respectiva sonda y
computadora portátil para realizar mediciones de banda ancha, permitiendo
obtener una idea general de la exposición a los campos electromagnéticos.
•
Analizadores de Espectros, que junto con las antenas permitirán realizar
mediciones detalladas de los niveles de campo de eléctrico.
3.2.1 Antenas
Para medir la intensidad de campo eléctrico con el analizador de espectros se utilizaron
antenas debidamente calibradas en los laboratorios de los fabricantes, estas fueron las
siguientes:
Tabla 3.2 Rango de operaciones de antenas
TIPO
RANGO DE FRECUENCIAS
Logarítmica periódica
200 MHz – 1000 MHz
Bocina
1.00 GHz – 18.00 GHz
3.2.1.1 Antena logarítmica periódica
Una antena logarítmica periódica marca Electrometrics, modelo EM-6950, serie 741.
Esta antena es de polarización lineal y está diseñada para operar desde 200MHz hasta
53
1000MHz y puede utilizarse como antena de transmisión y/o recepción. Su diseño
permite realizar mediciones de los componentes horizontal y vertical de campo eléctrico
para un mismo rango de frecuencias. Puede manejar hasta un nivel de potencia máximo
de 1 Kw (ANEXO C).
Tabla 3.3 Características de antena logarítmica periódica
ANTENA EM-6950
ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS
Rango de Frecuencias
200 a 1000MHz
Impedancia de Entrada
Calibrado para 50Ω
Conector
Tipo N
VSWR Promedio
3.2.1.2
Menor que 2:1
Antena tipo bocina
Asimismo, la antena tipo bocina marca Electro-Mechanics Company (EMCO), modelo
3115, número de serie 0003-6079. Opera en la banda de 1.00 GHz a 18.00 GHz,
utilizándose en este caso para realizar mediciones hasta la banda A de PCS (1930 a
1945 MHz).
Tabla 3.4 Características de antena bocina
ANTENA
ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS
Rango de Frecuencias
1.00 a 18.00 GHz
Impedancia de Entrada
Calibrado para 50Ω
Conector
Tipo N
Front to Back
20 dB
54
3.2.2
Analizador de Campos Electromagnéticos
Se utilizó un analizador de campo electromagnético de última generación, marca
NARDA modelo EMR-300. Este equipo consta de un módulo principal de
procesamiento y un sensor de campo eléctrico, Figura 3.1
Fig. 3.1 Analizador de Campos Electromagnéticos y su Sonda
El sensor, de característica isotrópica, toma muestras de campo eléctrico en los tres ejes
que luego son procesadas digitalmente en el equipo (modulo principal). Dependiendo
del tipo de sensor el equipo muestra una lectura en términos absolutos o relativos. En
nuestro caso, la sonda utilizada permite hacer mediciones directas del nivel de
intensidad de campo eléctrico en un gran ancho de banda (Tipo 18 rango: 100kHz – 3
GHz).
55
Las principales especificaciones técnicas de este equipo son las siguientes:
Tabla 3.5 Especificaciones técnicas EMR300
ANALIZADOR DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS - EMR 300
Detalle
Descripción
Velocidad de refresco
400ms (típico)
Resolución de la pantalla
Tiempo de establecimiento
0.01 V/m, 0.0001 A/m
Típicamente 1 segundo (del 0 al 90% del
valor medido)
V/m, A/m, mW/cm2, W/m2
Unidades
Porcentaje del valor límite. Resultado
Presentación de resultados
actual o valor máximo desde el
encendido
Promediado
Resultado actual
o ajustable de 4 segundos a 15 minutos
Al encender el instrumento se verifica
automáticamente el conversor A/D, la
batería, las tensiones de alimentación, la
memoria y el ajuste de cero.
Autotest
Ajuste de cero y comprobación de las
baterías durante el funcionamiento del
instrumento.
Todas las pruebas pueden realizarse
durante la exposición al campo.
Calibración
24 meses
De acuerdo a “Guidelines for the
Expression of the Uncertainty of
Incertidumbre de la medida
Measurement in Calibrations”,
documento 19.1990 del WECC
56
SENSOR TIPO 18
Tipo de sensor
Campo Eléctrico
Característica
Isotrópico, 3 direcciones
100 kHz – 3 GHz
Rango de frecuencias
Campo Eléctrico (V/m)
Display
0.2 a 320 V/m
Rango de medida a 27.12MHz y a
0.00001 a 27 mW/cm2
27.5 V/m
Típicamente 64 dB true RMS
Rango dinámico
Error absoluto a 27.12MHz y a 27.5
± 1 dB
V/m
Linealidad a 27.12MHz y a 27.5 V/m
1.2 a 200 V/m :
± 0.5 dB
200 a 320 V/m:
± 0.7 dB
3.2.3 Analizadores de Espectros
Para el trabajo de campo se utilizó el Analizador de Espectros, marca Anritsu, modelo
MS2661B
El Analizador de Espectros Anritsu MS2661B, es un analizador de tecnología digital.
Las principales características técnicas del Analizador de Espectros MS 2661B son las
siguientes:
57
Tabla 3.6 Características de analizador de espectros MS2661B
MS 2661B
Detalle
Descripción
Rango de Medición
9 kHz- 3.0 GHz,
Impedancia de entrada
50 Ω
Sweep time
20mS – 1000S
Resolución de ancho de banda
1 kHz – 5 MHz
Ancho de Banda de video
1 Hz- 3 MHz
Ruido de banda lateral
Menor a -100 dBc/Hz
Máxima incertidumbre de
3%
amplitud
Fig. 3.2: Analizador de Espectros Anritsu MS2661B
3.2.4 Otros Equipos y Accesorios
Asimismo, para tomar datos y realizar mediciones del entorno se utilizaron los
siguientes equipos:
58
Computadoras Portátiles. Estas computadoras fueron utilizadas en el trabajo
de campo para la adquisición de los datos de los instrumentos. Una de ellas fue
con el Analizador de Campos Electromagnéticos y la otra unidad con el
Analizador de Espectros.
GPS, Fue utilizado para tomar datos de la ubicación de las estaciones base y de
los puntos de medición.
Cámaras Fotográficas Digitales. Las cámaras digitales sirvieron para tomar
datos visuales del trabajo.
Brújulas. Con ayuda de las brújulas fue posible orientarnos para describir los
acimut de los puntos de medición en relación a la estación base evaluada.
3.3
MÉTODOS DE MEDICIÓN
3.3.1 Medición Tipo 1
La Medición Tipo 1 está basada en la utilización del Analizador de Campos
Electromagnéticos EMR 300 con un sensor tipo 18, de acuerdo a la configuración que
se muestra en la Figura. 3.3
59
EMR-300
Fibra Optica
Laptop
Torre de
Telecomunicaciones
Fig. 3.3- Esquema de la Medición Tipo 1 utilizando el Analizador
de Campos Electromagnéticos
Como se puede apreciar el Analizador de Campos Electromagnéticos está conectado a
una computadora portátil a través del puerto serial utilizando un cable de fibra óptica y
un conversor O/E almacenándose las lecturas de las mediciones en los ejes X, Y y Z
como niveles de campo eléctrico, o densidad de potencia.
3.3.2 Medición Tipo 2
La Medición Tipo 2 está basada en la utilización de un Analizador de Espectros en
conjunción con distintas antena de acuerdo con los rangos de frecuencia a evaluar. El
diagrama de medición se muestra en Figura. 3.4 (ANEXO F – fotos de las mediciones
realizadas)
60
Fig. 3.4 - Esquema de la Medición Tipo 2 utilizando el Analizador de Espectros
Como se puede ver el Analizador de Espectros se conecta por el puerto serial a una
computadora portátil y mediante un software de transferencia cliente/servidor
es
controlado remotamente, adquiriéndose de esta forma los datos de las curvas espectrales
para su posterior utilización.
3.4
PROTOCOLO UTILIZADO
El protocolo de medición utilizado para la medición de las de radiaciones no ionizantes
producidas por las estaciones base de servicios móviles es el aprobado por el MTC en
la R.M. Nº613-2004-MTC/03(ANEXO D) [16] que básicamente es aplicable a
estaciones radioeléctricas que operan utilizando el espectro radioeléctrico y cuya
61
emisión de Campos Electromagnéticos (EMF) de sus equipos de Telecomunicación, se
encuentren entre las frecuencias de 9kHz y 300GHz.
Las mediciones se clasifican en:
•
Mediciones en emplazamientos fijos.
•
Mediciones en equipos móviles, equipos portátiles y/o terminales portátiles que
utilicen espectro radioeléctrico.
En nuestro caso realizaremos mediciones de emplazamientos fijos, por lo tanto las
magnitudes que se obtendrán son las siguientes:
•
Densidad de potencia
•
Intensidad de campo eléctrico
Es importante destacar que las mediciones de los emplazamientos fijos, serán
mediciones en la región de campo lejano. La magnitud utilizada fue la de intensidad de
campo eléctrico.
Lineamientos para realizar la medición de RNI para emplazamientos fijos:
a) La medición se efectuará sobre cuatro direcciones ortogonales a partir de la base
de la antena.
b) La distancia para la ejecución de las medidas serán de 2, 10, 20, 50 y 100 metros
en sentido horizontal y radial a partir de la base de la antena, siempre que los
62
puntos de medición a estas distancias sean accesibles. En caso de no serlo, se
efectuará la medición en puntos alternativos a discreción del operario.
c) En algunas circunstancias las distancias de medición deberá ser proporcional a la
altura de torre.
d) De ser el caso se realizaran mediciones en puntos de interés (áreas de uso
público).
e) Para el caso de estaciones radioeléctricas fijas en el rango de frecuencias
superiores a 50 MHz cuyo haz principal de radiación a –3dB este dirigido a
hacia edificaciones con transito y/o permanencia poblacional, se deberá efectuar
mediciones de la radiación no ionizante en los lugares de incidencia de la
emisión. La altura de las mediciones será de 2 metros sobre la superficie de
referencia o se realizara una promediación espacial vertical lineal (1.1 m., 1.5 m.
y 1.7 m.).
f) El tiempo de integración será de 6 minutos.
g) En las instalaciones donde la potencia varíe con la hora del día, las mediciones
deberán efectuarse en las horas de máxima potencia
h) Los puntos de medición deben quedar perfectamente definidos sobre el terreno o
en un mapa en escala que permita la identificación inequívoca del punto de
medición con el requerimiento adicional de la indicación de los mismos
mediante coordenadas UTM, determinadas mediante GPS.
63
3.5
PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACIÓN DE MEDIDAS DE
NIVELES DE EMISIÓN
En el presente procedimiento se distinguen dos fases de medida, dependiendo del grado
de precisión y de las características del proceso de mediciones. En todos los casos, se
deberá tener en cuenta un conjunto de consideraciones y actuaciones necesarias para la
realización de las medidas que se han resumido, lo que se denomina fase previa.
3.5.1 Fase previa a las mediciones
Previamente al proceso de medida, se deberá recopilar toda la información necesaria de
la estación radioeléctrica a evaluar y su entorno, con el objetivo de asegurar que las
mediciones se efectúen en puntos de máximo nivel de emisión en los espacios en los
que puedan permanecer habitualmente personas, contemplando, para ello, tanto los
factores de entorno, como los factores radioeléctricos que intervendrán en las
mediciones.
a) Factores del entorno en las estaciones:
Identificación de zonas en las que puedan permanecer habitualmente personas,
próximas a los centros emisores, particularmente en la dirección de máxima
radiación de las antenas emisoras.
64
Otros factores relevantes como presencia de espacios considerados sensibles
(guarderías, centros de educación infantil, primaria, centros de salud, hospitales,
parques públicos y residencias) en lugares próximos a las estaciones
radioeléctricas (en un radio de 100m).
b) Factores radioeléctricos:
Deberá tenerse en cuenta que el equipo de medida es el más adecuado, en
función del tipo de medida que vaya a realizarse. Además habrá que asegurar
que los equipos utilizados hayan sido calibrados y estén en el periodo válido de
calibración dado por el fabricante.
Se deberán realizar las mediciones de los campos electromagnéticos sin la
presencia de elementos perturbadores para estos campos, como pueda ser el
cuerpo humano del operador. Por ello, se utilizarán elementos adicionales para la
medida, tales como trípodes no metálicos o mástiles, que permitan separar el
equipo de medida del cuerpo del operario.
Se evaluará si el punto de medida realizado está inmerso dentro de la zona
denominada como “campo cercano” o en la zona de “campo lejano”, teniendo en
cuenta la frecuencia y tamaño de la antena con la que está funcionando la
estación base.
65
Si el punto de medida estuviese en “campo cercano”, sería necesario verificar
intensidades de campo eléctrico E (V/m), y magnético H(A/m), a fin de
comparar con los valores establecidos en cada caso.
Si el punto de medida se encuentra en “campo lejano”, solo sería necesario
medir una de las magnitudes de intensidad de campo, deduciendo la otra a partir
de las siguientes ecuaciones:
|| =
||
ƞ
(Ec 3.1)
ƞ = 377Ω
Se considerarán, a fin de llevar a cabo las mediciones con la mejor garantía de
éxito, factores como: Tipo de servicio a medir; potencias que pueden ser usadas;
polarización de la emisiones; directividad, altura, orientación, inclinación y
dimensiones de las antenas radiantes; posible presencia de otras fuentes de
emisiones radioeléctricas y su aportación a la medida de exposición total en un
emplazamiento determinado, y, en general, cualquier aspecto radioeléctrico que
pueda condicionar el resultado de la medida.
3.5.2 Fase-1 de medida (vista previa del ambiente radioeléctrico)
En la fase-1 de medida se utilizaran equipos de medida de banda ancha con sondas
isotrópicas que permiten caracterizar ambientes radioeléctricos de forma rápida, aunque
no ofrecen información de cada componente espectral.
66
Se deberá verificar la calibración operativa del monitor y configurarlo para la detección
de niveles mayores al nivel de umbral, fijado al 50% de los límites máximos
permisibles, según se especifica a continuación:
a) Una vez identificados los puntos de máxima exposición, se realizará la medida,
evitando que la presencia del técnico afecte al resultado. Se tomarán muestras
(una por segundo) durante un periodo de 6 minutos y se obtendrá el valor
promediado de ese periodo.
b) Se realizan mediciones expresadas en intensidad de campo eléctrico a las
distancias
ya
establecidas.
Los
valores
obtenidos
son
almacenados
automáticamente en una base de datos en una computadora portátil.
c) Durante las mediciones de Campo Eléctrico se recolecta la siguiente
información:
i. Coordenadas Geográficas, altitud, fecha y hora.
ii. Detalle de los sitios expuestos (croquis y vistas del lugar).
iii. Registro fotográfico de la zona y de la medición.
iv. Otras informaciones relevantes.
d) Las mediciones realizadas con el analizador de campo electromagnético serán
tomadas a una altura de 2 metros sobre el piso (promediación temporal).
Dependiendo del valor medido se procede a establecer sobre el punto de
67
medición una línea vertical con tres puntos de medición localizados a 1.1 m, 1.5
m y 1.7 m. sobre la superficie de referencia (promediación espacial).
e) Tomando en consideración los acimuts del arreglo de antenas por cada sector de
las estaciones base (los puntos de medición están ubicados a 2, 10, 20, 50 y 100
metros de la base de la antena en sentido horizontal y en dirección del haz
principal del arreglo de antenas, siempre que los puntos de medición a estas
distancias sean accesibles).
f) Se medirá la distancia desde el punto de medida a la fuente emisora con ayuda
de un GPS.
Los resultados obtenidos en el proceso de medida para cada magnitud, deberán
compararse con los denominados “Límites Máximos Permisibles”. Si en todos los
puntos el nivel de umbral prefijado para el área bajo examen, no será necesario efectuar
otra medición y el emplazamiento cumplirá con la norma. En el caso contrario será
necesario realizar la evaluación según se describe en la Fase-2.
3.5.3
Fase-2 de medida
La Fase-2 de medida se realizará siempre que los valores de fase-1 superen los niveles
de umbral, en la Fase-1 y siempre que la frecuencia que se debe medir está comprendida
entre 100kHz y 3GHz.
68
En esta fase se deben utilizar analizadores de espectro o receptores de banda ancha
selectivos en frecuencia. Este tipo de equipos tiene una mayor sensibilidad y son
capaces de medir con mayor precisión. Por el contrario necesitará de un mayor tiempo
para realizar la medida y deben emplearse antenas cuyas características estén definidas,
esto es, polarización, impedancia de entrada, ganancia o factor de antena y un cable
cuya atenuación en función de la frecuencia sea conocida.
La medición de RNI realizada con el analizador de espectros es detallada y consta de 3
características principales:
•
Medición de la intensidad de campo eléctrico por bandas, de las
frecuencias
correspondientes
a
estaciones
radioeléctricas
de
telecomunicaciones.
•
Medición de la intensidad de campo eléctrico en 03 polarizaciones
(x,y,z) a 2 metros de altura sobre el suelo.
•
Tiempo de promediación de 6 minutos en cada polarización.
Si con el sumatorio de los niveles correspondientes a las componentes espectrales
consideradas en cada punto de medida se cumplen las condiciones referidas, podrá
considerarse el sistema radioeléctrico o la zona en estudio adaptados a las exigencias del
reglamento.
69
3.6
NIVELES DE UMBRAL
Los niveles de umbral, llamados así porque deben marcar la pauta para saber cuándo
llevarse a cabo una medición de los niveles de emisión Fase-2, es decir, con indicación
de las diferentes componentes espectrales dentro de una determinada banda de
frecuencias, están establecidos con valores 6dB (50%) inferiores a los niveles de
referencia señalados en el decreto supremo Nº 038-2003-MTC, en función de la
frecuencia.
Fig. 3.5 LMP y Nivel de Umbral para toma de dediciones
Si tomamos en consideración determinadas bandas de frecuencias en las que operan
determinados servicios de radiocomunicaciones, dentro del espectro radioeléctrico
completo y asociando dentro de dichas bandas lo que pudiera denominarse “frecuencias
significas de trabajo para los distintos servicios.
70
En la Fig. 3.5 se ha podido observar que la parte más restrictiva del espectro, en lo
referente a niveles de referencia y a niveles de decisión corresponde a la banda de
frecuencias 10 – 400 MHz, en la que estos servicios de radiodifusión (FM o TV) que,
ocasionalmente, pueden radiar grandes potencias en el ambiente.
La polémica surge ante la distinta interpretación que pueda hacerse de la siguiente
cuestión ¿Qué nivel de umbral debe ser tenido en cuenta cuando se hace una medida
con una sonda que acumula emisiones en todo el espectro (banda ancha), para decidir si
se deben realizar mediciones en Fase-2, o no?
Desde un punto de vista puramente teórico, el análisis del ambiente radioeléctrico con
mediciones de los niveles de emisiones por medio de sondas de amplio espectro en un
determinado emplazamiento debería guiarse, en lo referente a los niveles de umbrales,
por los valores más restrictivos para dichos niveles en todo el espectro radioeléctrico, es
decir, 14 (V/m) o 0.5 (W/m2) según las unidades en las que se esté midiendo. De
manera que si se obtuvieran valores, en las medidas del referido ambiente radioeléctrico
de un determinado emplazamiento, superiores a los señalados, se estaría obligado a
realizar mediciones en Fase-2.
Ahora bien, la aplicación estricta de este criterio pudiera conducir a la exigencia de
realización de mediciones en Fase-2, a operadores de estaciones de telefonía móvil que
operan en bandas de frecuencia con mucha menor restricción en cuanto a niveles de
referencia que las bandas de radiodifusión, debiendo asumir las restricciones de estas
últimas.
71
CAPITULO IV
SOFTWARE APLICATIVO PARA LA REALIZACIÓN DEL ESTUDIO
TEORICO DE RADIACIONES NO IONIZANTES
Uno de los objetivos principales es el diseño de un software para facilitar la realización
del Estudio Teórico de Radiaciones No Ionizantes. Este paquete es intuitivo para el
usuario, completo en cuanto a cálculos y programado con un lenguaje potente.
De esta forma se han estudiado los parámetros que se debían definir para poder llegar a
los valores importantes en una evaluación. En este capítulo se explica las
funcionalidades de esta aplicación. Con la ayuda de imágenes se expone que datos que
se obtiene en cada una de las ventanas que contiene el software y que significan los
parámetros que aparecen.
Los cálculos se basan en la Recomendación UIT-T K.52: "Orientación sobre el
Cumplimiento de los Límites de Exposición de las Personas a los CEM"[17]. (2000) de
la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y las “Guidelines for Limiting
Exposure to Time-varying Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields (up to
300GHz)"[23], 1998 de la Comisión Internacional para la Protección contra las
Radiaciones No-Ionizantes (ICNIRP). También se ha concordado con la Resolución
Ministerial 612-2004-MTC/03, Norma técnica: “Lineamientos para el Desarrollo de los
Estudios Teóricos de Radiaciones No Ionizantes“, 2004 del Ministerio de Transportes y
Comunicaciones del Perú (MTC).
72
4.1 CALCULOS PREDICTIVOS
Para realizar el cálculo predictivo de los niveles de exposición producidos por
estaciones base de telecomunicaciones móviles se desarrollan tres etapas:
•
Determinación de la longitud de onda y la dimensión máxima.
•
Determinación de las regiones de campo electromagnético.
•
Estimación de los valores de campo eléctrico E y densidad de potencia S.
4.1.1 Determinación De La Longitud De Onda Y La Dimensión Máxima
Se consideran dos tipos de antenas de acuerdo a la relación de sus dimensiones físicas
con respecto a la longitud de onda de operación:
Antenas pequeñas: si D < λ
Antenas grandes: si D ≥ λ
Donde:
D = Máxima dimensión lineal de la antena o del arreglo de antenas. (m)
λ = Longitud de onda (m).
4.1.2 Determinación De Las Regiones De Campo Electromagnético
Para realizar el cálculo predictivo es fundamental conocer las regiones de campo
electromagnético, las cuales son definidas en los lineamientos para el desarrollo de los
estudios teóricos de radiaciones no ionizantes como:
73
•
Región de Campo Cercano.
•
Región de Campo Lejano.
La distancia donde se encuentra el límite entre el campo lejano y el campo cercano varía
en razón del tipo de antena:
Antenas Pequeñas: La distancia hasta donde se extiende el campo cercano se
calcula por:
Rcc =
λ
2π
(Ec. 4.1)
Antenas Grandes: En este caso el campo cercano se divide en 2 regiones:
Región de Campo Cercano Reactivo y Región de Campo Cercano Radiante:
Límite entre la Región de Campo Cercano Reactivo y Región de Campo
Cercano Radiante:
RCCR =
0.25 D 2
λ
(Ec. 4.2)
Límite entre la Región de Campo Cercano Radiante y Región de Campo
Lejano:
RCC =
0.6 D 2
(Ec. 4.3)
λ
Donde:
D
=Máxima dimensión lineal de la antena (m).
RCCR =Extensión del campo cercano reactivo e inicio del campo
cercano radiante (m).
74
RCC
=Distancia hasta el inicio del campo lejano.
λ
=Longitud de onda (m).
4.1.3 Predicción De Los Valores De Campo Eléctrico (E), Densidad De
Potencia(S) Y Cociente De Exposición
A continuación se hace una explicación de conceptos, procedimientos y cálculos
matemáticos a seguir para realizar la predicción de los valores de intensidad de campo
eléctrico E, intensidad de campo magnético H y densidad de potencia S.
4.1.3.1 Ecuaciones Generales Para Determinar La Densidad De Potencia(S)
Para estimar conservadoramente los niveles de intensidad de campo eléctrico, campo
magnético y de densidad de potencia en el campo lejano, previamente es útil definir 2
conceptos importantes:
Diagrama de campo relativo: El diagrama de campo relativo f(θ,φ), se define
como la relación entre el valor absoluto de la intensidad de campo (que
arbitrariamente se supone que es el campo eléctrico) y el valor absoluto de la
intensidad de campo máximo.
Ganancia numérica relativa: La ganancia numérica relativa F(θ,φ) es la
relación entre la ganancia de antena en cada ángulo y la ganancia máxima de
75
antena. Es un valor que varía de 0 a 1. Se denomina también diagrama de antena.
Está relacionado con el diagrama de campo relativo como sigue:
2
F (θ , φ ) = [ f (θ , φ ) ]
(Ec.. 4.4)
Para una antena radiante simple, la densidad de potencia aproximada radiada en
la dirección descrita por los ángulos θ (complementario del ángulo de elevación)
y φ (ángulo de acimut) pueden evaluarse por la expresión siguiente:
S (R, θ , φ ) =
EIRP 
1
1 
f (θ , φ )
+ ρ f (θ ' , φ ' ) ' 

4π 
R
R 
2
(Ec. 4.5)
Donde:
2
S(R,θ,φ): Densidad de potencia en W/m
f (θ,φ): Diagrama de campo relativo de antena (número
positivo entre 0 y 1).
EIRP: PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Efectiva) de la
antena en W.
ρ: Valor absoluto (módulo) del coeficiente de reflexión y
tiene en cuenta la onda reflejada por el suelo. En
algunos casos puede bloquearse la exposición a la
onda reflejada, por lo que debe fijarse a 0.
R: Distancia entre el punto central de la fuente radiante y
la supuesta persona expuesta.
76
R': Distancia entre el punto central de la imagen de la
fuente radiante y la supuesta persona expuesta
A nivel próximo al suelo, los valores de las variables primas son
aproximadamente iguales a las que no tienen prima, por lo que la potencia puede
calcularse por:
S gl (R, θ , φ ) = ( 1 + ρ ) 2
EIRP
4πR 2
F (θ , φ )
(Ec.4.6)
Donde:
F (θ,φ):
Ganancia numérica relativa de la ganancia con respecto a un radiador
isótropo (número positivo entre 0 y 1).
En general, la onda reflejada contiene componentes en polarización vertical u
horizontal que varían con el ángulo de incidencia. Sin embargo, en muchas
aplicaciones, es suficiente considerar sólo la polarización predominante de la
onda incidente al calcular el coeficiente de reflexión. Las ecuaciones anteriores
son válidas para la región de campo lejano. Su utilización en la región de campo
cercano puede arrojar resultados inexactos (excesivamente conservadores). Por
tanto, estas ecuaciones pueden utilizarse para determinar el cumplimiento de los
límites de exposición al CEM.
Las distancias y ángulos se definen en la siguiente Fig. 4.1. Se supone que la exposición
se evalúa en el punto O.
77
Fig. 4.1 - Definición de distancias y ángulos verticales
4.1.4 Ecuaciones Para Predecir Campos De RF
Se pueden realizar cálculos para predecir intensidad de campo RF y niveles de densidad
de potencia alrededor de fuentes de RF. Por ejemplo, en el caso de una antena radiante
simple, la predicción de la densidad de potencia en el campo lejano de la antena puede
hacerse mediante el uso de las ecuaciones (4.7) o (4.8), que se derivan de la ecuación
general (4.6). Estas ecuaciones son generalmente precisas en el campo lejano de una
antena, pero sobre predecirán la densidad de potencia en el campo cercano, donde
pueden utilizarse para realizar el “peor caso” o predicciones conservativas.
Nota: Si se asume que no existe reflexión (ρ=0) y que la ganancia numérica relativa es
máxima (F(θ,φ)=1) la Ec. (4.6) toma la forma de:
78
S=
PG
(Ec. 4.7 )
4πR 2
Donde:
S = Densidad de Potencia (en las unidades apropiadas, p.e. mW/cm2)
P = Potencia de entrada a la antena (en las unidades apropiadas, p.e. mW)
G = Ganancia de la antena en la dirección de interés relativo un radiador isotrópico.
R = Distancia al centro de radiación de la antena (en unidades apropiadas, p.e. cm)
también:
S=
EIRP
(Ec. 4.8)
4πR 2
Cuando se utilicen éstas u otras ecuaciones se deberá tener cuidado en usar las unidades
correctas para todas las variables.
También es importante notar, que el factor de ganancia G en la ecuación (4.7) es
normalmente una ganancia numérica. Luego, cuando la potencia es expresada en
términos logarítmicos, p.e. dB, se requiere una conversión utilizando la relación: G = 10
dB/10
En algunos casos la potencia de operación puede ser expresada en términos de
“Potencia Radiada Efectiva” o “ERP” en lugar de “EIRP”. ERP es la potencia tomada
en referencia a un dipolo radiador de 1/2 longitud de onda en lugar de un radiador
isotrópico. Luego, si se tiene la ERP, es necesario convertir ERP a EIRP para poder
utilizar las ecuaciones anteriores. Esto se hace fácilmente multiplicando la ERP por el
79
factor 1.64, el cual corresponde a la ganancia de un dipolo de 1/2 onda con relación a un
radiador isotrópico. Por ejemplo, si la ERP se usa en la ecuación (4.8), la relación viene
a ser:
S=
EIRP
4πR
2
=
1.64 ERP
4πR
2
=
0.41 ERP
(Ec. 4.9)
πR 2
Para una predicción de densidad de potencia del “peor caso” cerca de una superficie, tal
como el nivel del suelo o una azotea, se debe asumir un 100% de reflexión de la
radiación emitida (ρ=1), resultando en una aumento de 4 veces la densidad de potencia:
S = ( 1 + ρ )2
EIRP
4πR
2
F (θ , φ ) = ( 2 ) 2
EIRP
4πR
2
F (θ , φ ) =
EIRP
πR 2
F (θ , φ )
(Ec. 4.10)
La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos de Norteamérica ha
desarrollado modelos para predecir la intensidad de campo y la densidad de potencia.
Este modelo recomienda una aproximación más real de la reflexión de la tierra,
asumiendo un máximo de 1.6 de incremento en la intensidad de campo llevando a un
incremento en la densidad de potencia de 2.56 (1.6 x 1.6).
La ecuación (4.6) puede ser modificada a:
S=
2.56 EIRP
4πR
2
=
0.64 EIRP
πR 2
(Ec. 4.11)
Si la ERP es usada en la ecuación (4.9), la relación viene dada por:
80
S=
0.64 EIRP
πR
2
=
(0.64) (1.64) ERP
πR
2
=
1.05 ERP
πR 2
(Ec. 4.12)
Considerando que el escenario de las mediciones es un sitio multitransmisor es
necesario analizar a detalle el factor de reflexión; por lo cual considerando que en un
escenario de reflexiones múltiples las señales tienden a anularse se considera que el
factor de reflexión debe ser 1, lo cual es coherente con el resultado de las mediciones.
4.1.5 Ganancia Relativa Y Cálculos Fuera Del Haz Principal
Las ecuaciones descritas anteriormente pueden ser utilizadas para calcular campos
desde una variedad de antenas radiantes, tales como radiadores omnidireccionales,
antenas dipolo y antenas que incorporan arreglos direccionales. Sin embargo, en
muchos casos el uso de ecuaciones como (4.7) y (4.8) resultarán en una predicción
demasiado conservativa del “peor caso” del campo en un punto específico.
Alternativamente, si se conoce el patrón de radiación vertical y horizontal de una
antena, se puede incorporar a los cálculos la ganancia numérica relativa F(θ,φ), derivada
de dicho patrón para llegar a una representación más real y precisa del campo en un
punto de interés dado. Por ejemplo, en el caso de una antena apuntando al horizonte, si
la ganancia numérica relativa en el haz principal es de 1, entonces en otras direcciones
hacia debajo de la horizontal el campo puede ser significativamente menor que 1.
Luego, la radiación desde la antena que incide directamente hacia la tierra puede ser
significativamente reducida del caso omnidireccional, y se puede obtener una
predicción más real y precisa del campo en el punto de interés.
81
4.1.5.1 Áreas de Transmisores Múltiples Y Ambientes Complejos
Es común que se coloquen múltiples emisores RF en un mismo sitio. Generalmente, las
antenas son agrupadas en áreas que pueden incluir una variedad de fuentes de RF tales
como: torres de Radiodifusión Sonora y de TV, de microondas y servicios móviles. En
un área con múltiples transmisores, se debe considerar todas las contribuciones
significativas de RF en el ambiente, y no solo aquellas asociadas a una fuente
específica.
Los límites de exposición varían con la frecuencia. Luego, en campos de RF
combinados donde estén involucrados varias fuentes y frecuencias, se deberá determinar
la fracción del límite recomendado (en términos de densidad de potencia o el cuadrado
de la intensidad de campo eléctrico o magnético) en cada intervalo de frecuencia, y la
suma de todas las contribuciones fraccionarias no deberá exceder la unidad o el 100%
en términos de porcentajes.
4.1.5.2 Cálculos de Densidad de Potencia, Campo Eléctrico, Y Cocientes de
Exposición
A)
Cálculo de la Densidad de Potencia
El analizador de espectros produce una lista en MHz y amplitudes en mV de
cada señal detectada con la antena. La siguiente ecuación es utilizada para
convertir el voltaje recepcionado (Vrx) en intensidad de campo eléctrico (E),
correspondiente a cada señal.
82
= 0.001 ∗ 10/ (Ec. 4.13)
"
!
(Ec. 4.14)
#$%
L
E x = Vrx . F . 10 20
(Ec. 4.15)
Donde:
F : Factor de antena (m-1)
Px(W): Potencia en watios, medida en el eje x
ZANT: Impedancia de la antena conectada al analizador de
espectros
L: Perdida del cable (dB).
η: Impedancia intrínseca del medio equivalente a 377 ohm.
La siguiente ecuación es usada para calcular la densidad de potencia:
S=
E2
η
(Ec.4.16)
Este procedimiento hay que repetirlo para las medidas obtenidas en el eje y, y el
eje z, seguidamente hallaremos el campo eléctrico total, con la siguiente
ecuación:
'()(*+ = ,(' )- + ('/ )- + ('0 )-
83
(Ec. 4.17)
B)
Cálculo del Cociente de Exposición
Para exposición a ondas de RF emitidas en una única frecuencia, se puede
calcular el “Cociente de Exposición” que es una cantidad adimensional. Este
cociente de exposición esta expresado en términos de densidad de potencia
medida (Smedido) y densidad de potencia límite (Slim) usando la relación:
Cociente de Exposición =
S medido
S lim
(Ec. 4.18)
Además, el cociente de exposición también se puede expresar en términos de
intensidad de campo eléctrico medido (Emedido) e intensidad de campo eléctrico
límite (Elim) usando la relación:
 E medido
Cociente de Exposición = 
lim
 E




2
(Ec. 4.19)
Es importante acotar que las fórmulas utilizadas para el cálculo del Cociente de
Exposición en función de la intensidad de campo eléctrico (E) también son
usadas en forma similar con intensidad de campo magnético (H).
C)
Cálculo del Cociente de Exposición Total
Aquí se evalúa la exposición simultánea de las personas a diversas fuentes de
RNI, que las somete generalmente a frecuencias diferentes. Todas las señales
84
individualmente contribuyen a la exposición de las personas y el “Cociente de
Exposición Total” es equivalente a la suma de cada señal y esta expresado por:
Cociente de Exposición Total =
∑
N
S imedido
i =1
S ilim
=
S1medido
S1lim
+
S 2medido
S 2lim
+ LL +
S Nmedido
S Nlim
(Ec. 4.20)
o también expresado en términos de campo eléctrico:
Cociente de Exposición Total . =
 E medido
+  N lim
 E
N

∑
 E imedido

lim
i =1 
 Ei
N
2

 E medido
 = 1

 E lim
1


2

 E medido
 + 2

 E lim
2


2

 +L


2

 (Ec. 4.21)


Donde:
N es el número total de señales.
También es importante resaltar que, el Cociente de Exposición Total no debe
exceder la unidad para cumplir con las Límites Máximos Permisibles de
exposición a las RNI, es decir:
Cociente de Exposición Total = ∑i=1
N
Cociente de Exposición Total =
85
∑
Simedido
⟨1
Silim
 E imedido

lim
i =1 
 Ei
N
(Ec. 4.22)
2

 ⟨1


(Ec. 4.23)
4.1.6 Cálculo y Verificación de las Distancias de Seguridad
Las distancias de seguridad, dependen de la potencia radiada (PIRE) y de la frecuencia
de operación del sistema. Estas distancias de seguridad se calcularan para cada sector
que conforman la Estación Base, con lo cual se busca tener un área de uso exclusivo
para personal de la empresa operadora, aislando así, al público en general.
Tabla 4.1 Expresiones para el Cálculo de Distancias Mínimas hacia Antenas de
Estaciones Transmisoras para el cumplimiento de los Límites de Exposición
Poblacional.
BANDAS DE FRECUENCIAS
DISTANCIA MÍNIMA
0,1 MHz a 10MHz
1 = 0,10 ,3415 6 7
1 = 0,129,315 6 7
10 MHz a 400 MHz
1 = 0,319 ,3415
1 = 0,409,315
400MHz a 2000 MHz
1 = 6,38 ,3415 / 7
1 = 8,16,315 / 7
2000 MHz a 300000 MHz
1 = 0,143,3415
1 = 0,184,315
Tabla 4.2. Expresiones para el Cálculo de Distancias Mínimas hacia Antenas de
Estaciones Transmisoras para el cumplimiento de los Límites de Exposición
Ocupacional.
BANDAS DE
DISTANCIA MÍNIMA
FRECUENCIAS
0,1 MHz a 10MHz
1 = 0,0144 ,3415 6 7
1 = 0,0184,315 6 7
10 MHz a 400 MHz
1 = 0,143 ,3415
1 = 0,184,315
400MHz a 2000 MHz
1 = 2,92 ,3415 / 7
1 = 3,74,315/ 7
2000 MHz a 300000 MHz
1 = 0,638,3415
1 = 0,819,315
Donde:
86
R Es la distancia mínima desde la antena en metros.
f Es la frecuencia expresada en MHz
PIRE es la potencia efectiva radiada en dirección de la mayor
ganancia de la antena , en vatios
4.2
SOFTWARE APLICATIVO
Para la realización del Estudio Teórico de Radiaciones No Ionizantes es necesario la
obtención de diversos cálculos: Desde prever el nivel de intensidad de campo
radioeléctrica que existirá una vez instalada la nueva antena, hasta calcular las
distancias mínimas de seguridad.
Para facilitar todos los procesos a realizar en una evaluación de la estación base, se ha
diseñado una herramienta informática en la que introduciendo los datos de las
tecnologías instaladas, o que se instalarán. Y los resultados obtenidos en las medidas, es
capaz de realizar todos los cálculos para obtener todos los datos necesarios para
verificar el cumplimiento de los Límites Máximos Permisibles.
Este paquete software se ha diseñado en Matlab R2009a, dada su filosofía orientada a
objetos y su gran capacidad de cálculo, es un lenguaje de programación idóneo para el
desarrollo de un software de la naturaleza que se busca, en la Figura 4.2, se muestra el
diagrama de bloques de la aplicación (En el ANEXO E se muestra el código del
programa).
87
Fig. 4.2 Diagrama de Bloques del Software
También se ha utilizado Microsoft Office Excel 2007. Tiene dos funcionalidades,
primero como base de datos de los patrones de radiación vertical y horizontal de las
antenas, y también como repositorio de los datos a exportar por la aplicación creada,
88
para esto se hizo uso de los toolbox de Matlab. En la Figura 4.3, se muestra un diagrama
general de funcionamiento.
Fig. 4.3 Diagrama general del Software
La parte de la aplicación se ha programado con ayuda de un código de colores para que
sea todo más intuitivo. En concreto, existen tres colores diferenciados:
Celdas Blancas: Las celdas de color blanco son aquellas donde se deben
introducir los datos de la estación base y de las medidas realizadas.
Celdas Rosas: Las celdas rosas contienen los datos invariables.
Celdas Verdes: Las celdas de color verde son celdas calculadas, donde
aparecerán los resultados de los cálculos que se deben realizar.
Por otro lado se ha diseñado una estructura de ventanas, la gran mayoría dependientes
de la pantalla principal. En los próximos apartados se explica en qué consisten todas las
ventanas que se pueden encontrar.
89
4.2.1 Pantalla Principal
La primera pantalla que aparece cuando se abre el programa, se denomina pantalla
principal. Esta es la pantalla donde se introducen todos los datos que se deben saber
antes de realizar la evaluación de la estación base.
En la Fig. 4.4 se puede ver el aspecto que tiene esta primera pantalla de la aplicación. Se
pueden diferenciar tres partes: datos técnicos de la estación, Coordenadas UTM,
selección de antena instalada y botones que nos permitirán realizar los calculo e ir a
otras pantallas.
Estas partes se explicaran en los siguientes subapartados.
90
Fig. 4.4 Pantalla Principal sin datos
En la Fig. 4.5 se puede observar el aspecto de la a aplicación con todos los datos
rellenados.
Ahora se pueden ver todos los botones habilitados en los siguientes apartados se explica
cada uno de ellos.
91
Fig. 4.5 Pantalla Principal completa
4.2.2 Datos Estación base
Tal y como se puede observar en la Fig. 4.6, la estación base a evaluar, consta de tres
columnas, una por cada sector.
92
Fig. 4.6. Pantalla Principal con datos reales de la estación base
Los datos de la estación base, se explican a continuación.
•
Potencia: Este campo se refiere a la potencia de cada transmisor expresada en
Watts.
•
Nº TRx: Este campo se refiere al número de transmisores que se utilizan en cada
sector. Cada transmisor contiene un canal, por lo que por cada transmisor que
transmita en las tecnologías GSM y PCS, tendrá capacidad para transmitir la
información de 8 usuarios. Sin embargo en la tecnología CDMA, solo se
transmitirá un solo canal. Sólo hay un transmisor, dado que su forma de
diferenciar a los usuarios es mediante multiplexación de código.
93
•
Frecuencia (MHz): En esta casilla se pone la frecuencia a la que trabaja cada
estación base. Esta frecuencia está vinculada al operador.
•
Acimut: Este campo se debe rellenar con las orientaciones en grados con las que
están o estarán instaladas las antenas.
•
Downtilt: Igual que en las orientaciones, este campo se rellenará con los
downtilts reales que hay o habrá.
•
Altura Antena: Este campo se refiere a la distancia que existe entre el suelo, ya
sea edificio, torre, etc., hasta parte media de la antena.
•
Smax (W/m2): Este parámetro representa la densidad de potencia y se mide en
W/m2. Esta es una casilla calculada, dependiendo de la frecuencia de operación
de la estación base. La ecuación que se sigue viene definida por el estándar que
se utilice (la selección del estándar se indicará en una próxima pantalla, por
defecto se encuentra seleccionado el estándar ICNIRP).
Tabla 4.3.Limites Máximos Permisibles, según estándar
ESTANDAR
FRECUENCIA
OCUPACIONAL
POBLACIONAL
ICNIRP
400-2000 MHz
f/40
f/200
ANSI/IEEE
300-3000 MHz
f/30
f/200
ARPANSA
400-2000 MHz
f/40
f/200
FCC
300-1500 MHz
f/30
f/150
f: Frecuencia en MHz
94
En el Perú por medio de la Resolución Ministerial Nº 612-2004 MTC/03 y el
límite máximo es:
<+= (
•
>
?
)=
@(AB0)
200
(Ec. 4.24)
Coordenadas UTM: Es una unidad cartográfica expresada en metros (Universal
Transversal Mercator). Es una forma más exacta de indicar una posición en la
tierra.
•
HUSO: Es un área determinada para trabajar con coordenadas UTM. Cada zona
ocupa 6 grados y Perú se encuentra en tres zonas geográficas: 17, 18 y 19
(hemisferios sur).
•
Tipo de Antena: Es el tipo de antena que se utiliza para transmitir en el sector
determinado. Puede que las antenas sean iguales en los sectores o no, ya que
depende del entorno.
4.2.3 Pantalla de configuración
En esta pantalla configuramos todos los parámetros necesarios para poder realizar el
estudio teórico de Radiaciones No Ionizantes, aparecerá como paso previo para
realización de una grafica; dichos parámetros se detallan a continuación:
95
Fig. 4.7. Pantalla Configuración
•
Dimensiones de la superficie de cálculo: El valor ingresado indicará en metros
las longitudes de los lados en que se hará la simulación en 3D, de la distribución
de densidad de potencia (W/m2) o en valores de campo eléctrico (V/m).
•
Coeficiente de reflexión: Es el factor de aumento de la intensidad de campo
eléctrico debido a reflexión (adimensional). Se tiene en consideración los
siguiente valores M2:
M2=1; si las ondas reflejadas llegan todas atenuadas al punto de interés.
M2=2,56; si las ondas reflejadas llegan al punto de interés en 60%.
96
M2=4; si las ondas reflejadas llegan al punto de interés en 100% (peor
caso).
•
Altura teléfono móvil: Altura a la cual se encuentra colocado el equipo de
medición, o también denominado altura del nivel de exposición, según
normatividad la altura debe ser 2m respecto a la base.
•
Resolución Grafica (2D): Calidad de la gráfica en 2D que se mostrará.
Mientras más alto el número menor será la calidad de la gráfica, y menor será el
tiempo de procesamiento del computador.
•
Resolución Gráfica (3D): Al igual que la grafica en 2D, este valor también
determina la calidad de la grafica. Dependiendo del grado de resolución
requerido la aplicación variará en el tiempo de ejecución.
•
Estándares: Permite seleccionar bajo que estándares fijaré mis Límites
Máximos Permisibles para la simulación. Estos pueden ser:
Tabla 4.4 Límites Máximos Permisibles según Estándar
ESTANDAR
FRECUENCIA
OCUPACIONAL
POBLACIONAL
ICNIRP
400-2000 MHz
f/40
f/200
ANSI/IEEE
300-3000 MHz
f/30
f/200
ARPANSA
400-2000 MHz
f/40
f/200
FCC
300-1500 MHz
f/30
f/150
f: Frecuencia en MHz
97
ICNIRP [18]
La Comisión Internacional para la Protección contra las Radiaciones No
Ionizantes (ICNIRP) es una comisión científica independiente, creada por la
Asociación Internacional de Protección Radiológica en 1974 para mejorar la
protección frente a las radiaciones no ionizantes en beneficio de las personas
y del medio ambiente. La ICNIRP es la organización no gubernamental
oficialmente reconocida en materia de radiaciones no ionizantes por la
Organización Mundial de la Salud y la Oficina Internacional del Trabajo.
ANSI/IEEE [19]
El estándar C95.1-2005, IEEE Standard for Safety levels with Respect to
Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300
GHz, establece los niveles máximos de exposición a los campos
electromagnéticos, y otros estándares como el C95.3-2002, IEEE
Recommended Practice for Measurements and Computations of Radio
Frequency Electromagnetic Fields With Respect to Human Exposure to Such
Fields, 100 kHz-300 GHz establecen métodos de medida y evaluación de los
campos electromagnéticos, así como el tipo de instrumentación a utilizar
para realizar dichas medidas.
ARPANSA [20]
Radiation
Protection
Standard
–
Maximum
Exposure
Levels
to
Radiofrequency Fields – 3 kHz to 300 GHz. Publicado en Mayo de 2002 por
la ARPANSA (Australian Radiation Protection and Safety Agency), una
98
entidad australiana que asesora sobre los posibles efectos sobre la salud y el
medioambiente de las emisiones radioeléctricas, establece los límites de
exposición a los campos electromagnéticos. Incluye además condiciones de
protección del público en general y gestión del riesgo para exposición
ocupacional, junto con información adicional de medida y cumplimiento de
los niveles.
FCC [21]
A Local Government Official’s Guide to Transmitting antenna RF Emission
Safety: Rules Procedures, and Practical Guidance. Evaluating Compliance
with
FCC
Guidelines
for
Human
Exposure
to
Radiofrequency
Electromagnetic Fields. En estos dos informes de la FCC se especifican los
límites de exposición a los campos entre 300 kHz y 300 GHz, basándose en
los límites establecidos por el National Council on Radiation Protection and
Measurements (NCRP). Son de obligado cumplimiento en Estados Unidos.
4.2.4 Graficas en 2D
Esta pantalla muestra graficas a diversas distancias de la radiación no ionizante
producida por los tres sectores de la estación base
99
Fig. 4.8 Pantalla – Grafica en 2D
Se puede observar que a poca distancia donde se instala la estación, la potencia no es
muy elevada, ya que corresponde a la señal de un lóbulo secundario. A medida que la
distancia es mayor, alrededor de los 30 metros, se nota la influencia del primer nulo del
diagrama de radiación de la antena. Un poco más lejos, se puede apreciar que a 105
metros se tiene el máximo de intensidad de campo o densidad de potencia
electromagnética, correspondiente al máximo nivel de potencia radiada por el lóbulo
principal de la antena. A partir de aquí, la señal disminuye con la distancia rápidamente,
hasta que el nivel de señal es prácticamente nulo.
Esta grafica cambiará dependiendo de la antena que se instale, ya que los niveles de
intensidad de campo y densidad de potencia, dependen totalmente del diagrama de
100
radiación de la antena. Otro factor importante en estas curvas, son los trasmisores
instalados en cada sector, como se puede ver, cada sector tiene niveles de radiación
diferentes para cada uno de ellos, estos influyen en los máximos de radiación, ya que
la señal se atenúa de la misma forma en todos los sectores y en el nivel de señal de
todos los transmisores, de forma que el área de cobertura es el mismo para todos los
sectores.
Por último cabe destacar que es el downtilt fijado para cada sector el que determinará
las distancias a la que se presente el primer nulo, el máximo nivel de potencia del lóbulo
principal y el radio de cobertura. En tierra plana, contra menor sea el downtilt, es decir,
contra más próximo a 0 sea, estas distancias serán mayores y se tendrá mayor radio de
cobertura. Las operadoras utilizaran este campo para determinar el área de cobertura de
una celda y procurarán acortarlo para que no sea interferente para otras estaciones
móviles.
Cada una de las graficas muestra una forma diferente de evaluación, según detallaremos
a continuación:
101
Fig. 4.9. Densidad de Potencia vs Distancia desde la estación Emisora, según el acimut
elegido.
Fig. 4.10. Intensidad de Campo Eléctrico vs Distancia desde la estación Emisora, según
el acimut elegido.
102
Fig. 4 11. Cociente de Exposición poblacional ICNIRP vs Distancia desde la estación
Emisora, según el acimut elegido.
En la Fig. 4.11, por defecto mostrará el coeficiente de exposición poblacional según
ICNIRP, pero es posible visualizar dicha grafica respecto a otras normativas, la cual se
selecciona en la pantalla de configuración.
Fig. 4. 12. Grupo de botones para selección de sector a visualizar
103
Por medio de este grupo de botones, podemos seleccionar la grafica del comportamiento
del sector que deseamos visualizar; cada sector es representado por un color de línea.
Por defecto cuando aparece la pantalla, se muestran los tres sectores superpuestos.
Fig. 4.13. Slider de selección de acimut
El Slider nos permite variar el acimut, de 0 a 360 grados con una resolución de 5
grados, de cada sector de la estación base evaluada, mostrando su comportamiento en
las tres graficas mencionadas.
4.2.5 Diagrama de radiación
Se trata de una pantalla a la que se puede acceder desde la primera parte del formulario
principal. Desde esta pantalla se pueden consultar los diagramas de radiación de las
antenas que se instalaran en cada sector.
104
Fig. 4.14 Pantalla Patrón de Radiación de las antenas
Esta ventana también informa del tipo de antena que está representando, la ganancia
está normalizada, en su diagrama horizontal y vertical.
En la Figura 4.15. Se observa en archivo Excel, tiene la función de ser como una base
de datos, almacenando los valores de los patrones de radiación vertical y horizontal
normalizados y con un grado de resolución, características de las antenas (rango de
frecuencias de operación, polarización, ganancia, ancho de haz horizontal y vertical,
relación front to back, dimensión de la antena). Este archivo se ubica en
C:\final_new_amtenas.xls
105
Fig. 4.15. Valores del patrón de radiación de las antenas en Excel
4.2.6 Grafica en 3D
Fig. 4.16. Pantalla Grafica en 3D
106
Esta Figura 4.16 muestra en 3D, el comportamiento de la radiación emitida por los tres
sectores de la estación base a medida que nos alejamos de la estación emisora;
Los colores en la grafica de la izquierda, muestran el nivel de la intensidad de la
radiación, teniendo en cuenta que el color azul indica una menor radiación y el rojo una
mayor radiación, entre el azul y el rojo hay una degradación de colores que indica el
aumento de la intensidad de radiación.
En esta grafica se puede seleccionar un punto, haciendo uso del “figure toolbar” de
Matlab; con esto podemos tener conocimiento del nivel de radiación en una coordenada
UTM dada.
El tamaño y resolución de ploteo de la grafica dependerá de los valores seleccionados
en la pantalla de configuración, mencionada anteriormente.
Los niveles mostrados en la grafica son en términos de densidad de potencia o en campo
eléctrico, dependiendo de las unidades seleccionadas.
107
Fig. 4.17. Grafica en 3D
La grafica de la derecha indica, la comparación de los niveles de radiación emitidos por
cada sector en un punto dado de la grafica. La comparación de los niveles es en
términos de densidad de potencia o en campo eléctrico, dependiendo de las unidades
seleccionadas.
En este caso cada color representa un sector de la estación base en evaluación, a
diferencia de la grafica anterior donde cada color indicaba un nivel de emisión.
108
En la Fig 4.18 se muestra los valores exactos de los niveles de radiación por cada sector
de la estación emisora; estos valores se pueden mostrar en unidades de densidad de
potencia o en campo eléctrico.
Fig. 4.18. Comparación de los niveles de RNI por sector
Fig. 4.19. Niveles de radiación / sector
109
4.2.7 Pantalla Estudio Teórico
Fig. 4.20 Perfiles del Estudio Teórico de Radiaciones No Ionizantes
En esta pantalla se muestra de forma grafica los resultados del estudio teórico (perfiles
de radiación), se muestra en 4 direcciones ortogonales el comportamiento de la
Densidad de potencia o Campo eléctrico vs Distancia desde la estación emisora.
El proceso que se realiza para la obtención de estas graficas, consiste en evaluar la
radiación máxima por cada sector en los primeros 100 metros y se toma el mayor de los
tres como referencia, a partir de ahí se recorre 90 grados siguiendo el sentido de las
agujas del reloj y así obtenemos los 4 perfiles.
110
El botón RESULTADOS nos mostrará una pantalla “Resultados de Evaluación
Teórica” que detallaremos más adelante.
4.2.8 Resultados de la Evaluación Teórica
Fig. 4.21 Pantalla Resultados de Evaluación Teórica
•
Angulo de Acimut (°): Este campo se mide en grados y hace referencia al
acimut que formaba la sonda con el emplazamiento que se está midiendo, donde
el punto de referencia será el Norte geográfico.
•
Distancia (m): Se da en metros. Nos muestra las distancias en las cuales han
sido calculados los valores teóricos, siguiendo el “Estudio Teórico de
Radiaciones No Ionizantes” que propone el MTC.
111
•
Puntos Calculados: Enumera la cantidad de puntos que han sido evaluados.
Debido a que en cada distancia ortogonal se evalúan 5 puntos, tendremos un
total de 20 puntos.
•
Nivel de Emisión Calculado: Estas 2 columnas nos muestran en valores de
densidad de potencia y Campo Eléctrico los resultados de la evaluación teórica.
GH
<(C, D, ∅) = (1 + F)- IJH? K(D, ∅)
(Ec. 4.25)
S(C, D, ∅) es la densidad de potencia en W/m2
PIRE: Es la Potencia Isotrópica radiada equivalente en W
R: Es la distancia entre el punto central de la fuente radiante
y la supuesta persona expuesta.
F : Es el valor absoluto (módulo) del coeficiente de reflexión y
tiene en cuenta la onda reflejada por el suelo.
K(D, ∅) : Es la ganancia numérica relativa de la ganancia con respecto a
un radiador isótropo (numero positivo entre 0 y 1)
•
Límites Máximos Permisibles (LMP): En estas dos columnas se muestran los
límites adoptados por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones y según la
frecuencia de operación de la BTS. Los límites se muestran en términos de
densidad de potencia y campo eléctrico.
•
% del Nivel de Exposición calculado respecto al LMP: Nos da a conocer el
cociente de exposición poblacional total en términos porcentuales ósea, la
112
densidad de potencia calculada entre el LMP( según la frecuencia de operación).
Todas las señales individualmente contribuyen a la exposición de las personas
y el “Cociente de Exposición Total” es equivalente a la suma de cada señal y
está expresado por:
Cociente de Exposición Total =
Cociente de Exposición Total =
S1calculado
S1lim
∑
+
S 2calculado
S 2lim
+ LL +
S Ncalculado
S Nlim
calculado
N Si
i =1
S ilim
(Ec. 4.26)
 Ε calculado
Cociente de Exposición Total =  1 lim
 Ε
1

Cociente de Exposición Total =
∑
2
  Εcalculado
 + 2
  Εlim
2
 
 Ε calculado
 i
lim
i =1 
 Εi
N




2

 calculado
 + L +  ΕN

 Εlim
N






2
2
(Ec. 4.27)
Donde N es el número total de señales. El Cociente de Exposición Total
no debe exceder la unidad para cumplir con los Límites Máximos
Permisibles de exposición a las RNI.
•
E Preex: Se mide en V/m y este es un campo que se debe rellenar con los datos
que se han recogido en las medidas realizadas. Este campo representa el nivel
de intensidad de campo radioeléctrico existente en un punto, y es el valor medio
de las medidas que ha realizado la sonda durante 6 minutos.
'LMM = ,<LMM 6377
113
(Ec. 4.28)
•
E Final: En esta celda se mostrará el valor de intensidad de campo
electromagnético que existirá una vez se haya instalado la nueva tecnología.
QR
<N=O*+ =
QT
GH∗OPH∗ S S
I∗J∗H ?
+ <LMM
'N=O*+ = ,<N=O*+ 6377
(Ec 4.29)
(Ec. 4.30)
Gh Informa el valor de ganancia que tiene el diagrama de radiación
horizontal de la antena seleccionada, en función del azimut con el
que se ha realizado la medida. Para encontrar este valor, el
programa lee el diagrama de radiación de un fichero Excel.
Gv Este campo es calculado y también se mi en dB. Al igual que en el
caso de Gh, se te guardará el valor de ganancia que tiene el
diagrama de radiación vertical, en función de la altura de la antena
respecto a la sonda.
S Preex Indica la densidad de potencia existente en el punto de medida en el
momento que se realizaba la medida.
S Final Este parámetro define la densidad de potencia que existirá una vez
instalada la nueva antena.
•
Coordenadas UTM: Muestra en coordenadas UTM, la ubicación geográfica
donde se deben realizar las mediciones en campo, según el protocolo de
medición.
114
•
Nivel Máximo de Exposición: Presenta 3 datos:
Angulo de acimut, a cuantos grados respecto al norte se da la mayor
radiación de la estación base.
Distancia, desde la BTS donde se produce dicho máximo de
radiación.
Frecuencia, promedio de trabajo de la BTS.
•
Calcular: Este botón ejecuta la operación suma entre el campo eléctrico preexistente (campo eléctrico medido) y el campo eléctrico calculado de la nueva
estación a instalar.
•
Exportar: Este botón, permite que todos los valores visualizados en la pantalla,
sean llevados a una tabla EXCEL, como se ve en la figura 4.22.
115
Fig. 4.22 Datos de la evaluación teórica predictiva exportados a Excel
•
Google Earth: Este botón, a partir de un toolbox agregado a MATLAB,
permite trabajar en conjunto con Google Earth, crea tres archivos con extensión
KML, cal_teorico_1, cal_teorico_2, cal_teorico_3, que solo pueden ser leídos
con Google Earth. A través de las siguientes figuras mostraremos los resultados
de cada archivo. Los archivos creados se ubicaran en el escritorio de la maquina
del usuario.
116
Fig. 4.23. Archivo cal_teorico_1
Fig. 4.24. Archivo cal_teorico_2
117
Fig. 4.25. Archivo cal_teorico_3
En las Figuras 4.23, 4.24, 4.25, se muestra al detalle los puntos donde deben ser
realizadas las mediciones de radiaciones no ionizantes, teniendo como centro la
ubicación de la estación base. Cada color cumple una función, que se detallará a
continuación:
Indica hacia donde está apuntando la antena del primer sector de la
estación base, delimitado por el ángulo a potencia media (HPBW).
Indica hacia donde está apuntando la antena del segundo sector de la
estación base, delimitado por el ángulo a potencia media (HPBW).
Indica hacia donde está apuntando la antena del tercero sector de la
estación base, delimitado por el ángulo a potencia media (HPBW).
Indica según el protocolo de medición las cuatro direcciones
118
ortogonales donde debemos realizar las mediciones, empezando por
aquel sector que emita una mayor radiación y de ahí en sentido de las
agujas del reloj.
Se muestran 5 círculos de 2, 10, 20, 50, 100 m de diámetro, que son
las distancias que exige el protocolo para la realización de
mediciones. El punto exacto de medición es la intercesión de la línea
amarilla con la línea que representa las mediciones ortogonales (línea
color morado).
Este indicador me representa la coordenada UTM donde debo realizar
la medición. Al hacer doble clic con el mouse en dicho indicador, se
desplaza la imagen a la posición exacta de medición.
Cada archivo representa una serie de colores, que ya hemos detallado, esto con el
objetivo que al personal que tenga que realizar la medición, tenga un mejor panorama y
le sea más fácil ubicar los puntos de medición, además de tomar las precauciones del
caso, por ejemplo en el caso de edificios, u otros obstáculos.
4.2.9 Pantalla mediciones en campo con analizador de espectros o emr-300
Aquí se registran las mediciones hechas ya sea con analizador de espectros o con
medidor de campos electromagnéticos (EMR-300), también se puede predecir el nivel
de radiación en una ubicación específica, ingresando la coordenada UTM y la altura de
la sonda.
119
Cuando se hace trabajo en campo, en algunos casos es poco probable realizar
mediciones en los puntos establecidos por el protocolo de medición, debido a obstáculos
como edificios, casas, centros comerciales, en otros casos es necesario realizar
mediciones en hospitales o colegios, etc; esto conlleva a cambiar el punto de medición,
por lo que está pantalla, nos ayuda a predecir el nivel de radiación en ese nuevo punto
para poder compararlo con las mediciones realizadas.
Fig. 4.26. Pantalla – Mediciones en campo con analizador de espectros o EMR-300
•
Puntos calculados: Muestra la cantidad de puntos que se pueden medir.
•
Coordenadas UTM: En estas celdas se ingresa las coordenadas de la nueva
ubicación donde se realizaran las mediciones; también nos sirve para realizar la
predicción de campo electromagnético.
120
•
Altura de la sonda: Como se explicó anteriormente, en este nuevo punto de
ubicación también es probable que se necesite hacer mediciones en interiores o
exteriores de edificaciones por lo que la altura del móvil respecto al suelo
variara según el piso donde se realice la medición.
•
Nivel de emisión calculado: En esta celda se muestra los resultados de la
predicción en términos de campo eléctrico y densidad de potencia, teniendo
como nuevo parámetro de entrada la ubicación del punto y la altura de la sonda.
•
Sector de mayor influencia: Esta celda es un valor calculado y nos dice qué
sector es el más cercano al azimut de medida y por tanto el sector que influirá
mas sobre dicha medición.
•
Nivel medido con analizador de espectros: En las celdas blancas se ingresa la
potencia medida (Pdbm), en los tres ejes (X,Y,Z), además del factor de antena,
frecuencia de operación de la estación base y perdidas del cable que une el
analizador de espectros con la antena de medición. Una vez ingresado los
parámetros, en las celdas verdes consecutivas obtendremos los resultados de las
mediciones en términos de densidad de potencia y campo eléctrico, teniendo así
las mismas unidades que en cálculo predictivo, para su posterior comparación.
•
EMR-300: En estas celdas se ingresa los valores de las medidas con el
analizador de campos electromagnéticos (EMR-300), cabe recalcar que lo datos
121
que se ingresan pueden ser en términos de campo eléctrico o %ICNIRP, esto
dependerá de la sonda que se utilice para la medición.
•
Exportar: Este botón, permite que todos los valores visualizados en la pantalla,
sean llevados a una tabla EXCEL, como se ve en la figura 4.27.
Fig. 4.27 Datos de la pantalla “Mediciones en campo con analizador de espectros o
EMR-300” exportados a Excel
4.2.10 Datos de la estación base
Esta pantalla da la información necesaria de las tecnologías que se deben incluir en el
documento de una certificación radioeléctrica. En la Fig. 4.28 se puede ver su aspecto.
122
Fig. 4.28 Pantalla – Hoja técnica
Esta imagen corresponde a los datos de la estación base ingresada. Se puede observar
que existen celdas de los tres sectores:
•
Celdas rosas de valor fijo, las que corresponden a las unidades de los valores.
•
Celdas verdes de valores calculados, las cuales corresponden a datos sobre la
antena que transmite en cada sector, tales como ganancia, lóbulos secundarios,
dimensiones máximas de la antena, relación delante-atrás, etc., así como datos
123
sobre la potencia de transmisión y frecuencias. Todos estos datos los extraerá a
partir de los datos que hay en la primera parte de la pantalla principal.
•
Celdas blancas, estos valores son el nombre que el operador del emplazamiento
y el numero de antenas que van a instalar. Deben ser introducidos por el usuario.
•
Guardar datos: Se puede observar que en esta pantalla existe un botón
denominado “Guardar datos”, presionándolo se guardará la tabla de datos de
tecnología en un libro Excel.
Fig. 4.28 Datos de la pantalla “Hoja Técnica” exportados a Excel
124
CAPITULO V
COMPARACIÓN DE LA PREDICCION Y METODOS DE MEDICIÓN
Se han realizado mediciones de Radiaciones No Ionizantes en 5 estaciones base, en el
siguiente cuadro se muestra la cantidad de puntos medidos por estación base y por tipo
de medición.
Tabla 5.1 Distribución de las mediciones por Estación Base
Cantidad de mediciones
Estación Base
5.1
Medición
Medición
Tipo 1
Tipo 2
EB VILLA
10
3
EB TREBOL
12
3
EB HIPODROMO
10
2
EB BOULEVARD
10
3
EB ALFONSO UGARTE
15
3
MEDICIÓN TIPO 1
5.1.1 Limitaciones
Los medidores de banda ancha son incapaces de responder a cambios rápidos de la
intensidad de la señal debido a la modulación, a los esquemas de acceso múltiple y el
desvanecimiento.
125
El gran ancho de banda del detector de un medidor de banda ancha lo hace
relativamente insensible. Las exposiciones del público en general, frecuentemente están
en la región o por debajo de los umbrales de detección de los medidores de banda
ancha.
5.1.2 Calibración y precisión de la medición
Tanto el Analizador de Campos Electromagnéticos así como su Sonda (sensor) están
calibrados tanto en nivel absoluto como en linealidad.
5.1.3 Incertidumbre de la medición
Hay varias fuentes de incertidumbre asociadas con este método de medición, sin
embargo el fabricante indica que para garantizar que los resultados de las medidas sean
significativos, el equipo cumple con las “Guidelines for the Expression of the
Uncertainty of Measurement in Calibrations”, documento 19.1990 del Western
European Calibration Cooperation (WECC)[22], asimismo señala que la cuidadosa
selección de las condiciones ambientales puede eliminar en todo o en parte la influencia
de ciertos parámetros; las tolerancias son típicamente muy próximas a los valores
indicados.
126
Factores Eléctricos
Asociados con la calibración del Analizador de Campo Electromagnético y la
Sonda, se puede estimar en forma conservadora un error de 3 dB.
Factores provenientes de las Prácticas de Medición
Durante las mediciones el Analizador de Campo Electromagnético junto con la
Sonda es montado en un trípode y se realiza la medición sin la necesidad de
manipulación alguna por parte del operador, por lo que se estima en 3 dB el
factor de incertidumbre
Tabla 5.2 - Errores de la Medición Tipo 1
RANGO DE
ERROR DEL
ERROR DE
ERROR DE
ERROR
FRECUENCIAS
EQUIPO
LA SONDA
PROCEDIMIENTO
TOTAL
3dB
4.2 dB
300 kHz- 40 GHz
3 dB
Durante la ejecución del trabajo de campo se comprobó la imposibilidad de seguir el
protocolo, según distancia de medición, es decir, a 2m, 10m, 20m, 50m y 100m; debido
a que muchas veces dichas distancias se encontraban en lugares inaccesibles como
dentro de casas, o difíciles de medir, como en vías de tránsito vehicular. Por lo que las
mediciones se realizaron en lugares accesibles, basándonos en los acimut graficados en
GooglEarth y teniendo línea de vista de las antenas.
127
En la Tabla 5.3 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 1)” se
presentan las evaluaciones de la exposición obtenidas de las mediciones realizadas con
el Analizador de Campos Electromagnéticos.
Tabla 5.3 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Medición Tipo 1)”
EB VILLA - CHORRILLOS
Punto de
Medida
1
18281329
E
8650476
N
0.35
2
18281322
E
8650483
N
0.15
3
18281294
E
8650563
N
0.35
4
18281328
E
8650418
N
0.15
5
18281314
E
8650372
N
0.20
6
18281392
E
8650474
N
0.20
7
18281429
E
8650482
N
0.35
8
18281328
E
8650470
N
0.35
9
18281504
E
8650496
N
0.20
10
18281348
E
8650507
N
0.35
Punto de
Medida
EB TREBOL LIMA
% Poblacional
medición tipo 1
Coordenadas
Coordenadas
% Poblacional
medición tipo 1
1
18284140 E
8663420 N
0.10
2
18284132 E
8663412 N
0.05
3
18284132 E
8663391 N
0.05
4
18284132 E
8663470 N
0.15
5
18284133 E
8663479 N
0.10
6
18284128 E
8663505 N
0.10
7
18284244 E
8663472 N
0.05
8
18284222 E
8663463 N
0.05
9
18284205 E
8663462 N
0.15
10
18284150 E
8663440 N
0.15
11
18284145 E
8663433 N
0.15
12
18284143 E
8663441 N
0.25
128
Tabla 5.3 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Medición Tipo 1)”
EB HIPODROMO
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
EB BOULEVARD
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
% Poblacional
medición tipo 1
Coordenadas
18284653
18284612
18284602
18284556
18284571
18284578
18284586
18284579
18284566
18284578
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8662396
8662406
8662414
8662394
8662408
8662423
8662419
8662414
8662459
8662435
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
% Poblacional
medición tipo 1
Coordenadas
283297
283298
283298
283279
283265
283238
283281
283168
283263
283350
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
129
8660145
8660146
8660149
8660081
8660073
8660148
8659968
8660073
8660144
8866016
0.15
0.10
0.10
0.05
0.25
0.11
0.00
0.01
0.00
0.05
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
0.3
0.11
0.09
0.1
0.1
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
Tabla 5.3 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Medición Tipo 1)”
EB ALFONSO UGARTE
Punto de
Medida
5.2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
% Poblacional
medición tipo 1
Coordenadas
279202
279240
279148
279328
279343
279348
279232
279188
279191
279191
279189
279185
279178
279168
279156
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8661480
8661506
8661511
8661587
8661535
8661525
8661490
8661417
8661449
8661441
8661374
8661474
8661489
8661525
8661552
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
0.1
0.05
0.3
0.15
0.35
0.4
0.05
0.3
0.1
0.05
0.25
0.4
0.4
0.7
0.1
MEDICIÓN TIPO 2
5.2.1 Limitaciones
La medición solo cubre un rango limitado de frecuencias (30MHz- 3GHz), asumiéndose
que los aportes de frecuencias mayores son despreciables
5.2.2 Calibración y precisión de la medición
El Analizador de Espectros está calibrado tanto en nivel absoluto como en linealidad.
130
5.2.3 Incertidumbre de la medición
Hay varias fuentes de incertidumbre asociadas con este método de medición:
Factores Eléctricos
Asociados con la calibración del Analizador de Espectros y las Antenas, se
puede estimar en forma conservadora un error de 3 dB para el Analizador de
Espectros y en el caso de las Antenas un error de 4 dB para la antena Logperiódica y 2 dB para la antena bocina
Factores provenientes de las Prácticas de Medición
Durante las mediciones las antenas fueron montadas en trípodes y manipuladas
manualmente causando un potencial acoplamiento significativo de la antena con
el cuerpo del operador y con otras estructuras en la vecindad tales como las
edificaciones vecinas
Tabla 5.4- Errores de la Medición Tipo 2
RANGO DE
ERROR DEL
ERROR DE LA
ERROR DE
ERROR
FRECUENCIAS
EQUIPO
ANTENA
PROCEDIMIENTO
TOTAL
250- 1000 MHz
3 dB
1.5 dB
4 dB
5.2 dB
1- 18 GHz
3 dB
1.5dB
2 dB
3.9 dB
131
Con las mediciones recogidas en el trabajo de campo realizadas con el Analizador de
Espectros, 3 por cada estación, se realizaron los cálculos necesarios para obtener el
Campo Eléctrico, Densidad de Potencia y Cociente de Exposición poblacional en cada
uno de los puntos medidos.
En la Tabla 5.5 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 2)” se
presentan las evaluaciones de las exposiciones totales obtenidas de las mediciones
realizadas con el Analizador de Espectros
Tabla 5.5 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 2)”
EB VILLA - CHORRILLOS
Punto de
Medida
Coordenadas
1
18281329 E
8650476 N
2
18281322 E
8650483 N
3
18281294 E
8650563 N
4
18281328 E
8650418 N
5
18281314 E
8650372 N
6
18281392 E
8650474 N
7
18281429 E
8650482 N
8
18281328 E
8650470 N
9
18281504 E
8650496 N
10
18281348 E
8650507 N
132
% Poblacional
medición tipo 2
--0.02502184
----0.03281922
0.01502688
---------
Tabla 5.5 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 2)”
EB TREBOL LIMA
Punto de
Medida
1
18284140 E
8663420 N
2
18284132 E
8663412 N
3
18284132 E
8663391 N
4
18284132 E
8663470 N
5
18284133 E
8663479 N
6
18284128 E
8663505 N
7
18284244 E
8663472 N
8
18284222 E
8663463 N
9
18284205 E
8663462 N
10
18284150 E
8663440 N
11
18284145 E
8663433 N
12
18284143 E
8663441 N
Punto de
Medida
EB HIPODROMO
% Poblacional
medición tipo 2
Coordenadas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
% Poblacional
medición tipo 2
Coordenadas
18284653
18284612
18284602
18284556
18284571
18284578
18284586
18284579
18284566
18284578
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
133
8662396
8662406
8662414
8662394
8662408
8662423
8662419
8662414
8662459
8662435
0.00012703
----0.00015929
--------0.00005338
-------
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
------0.0000593
--------0.00004727
---
Tabla 5.5 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 2)”
EB BOULEVARD
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
EB ALFONSO UGARTE
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
% Poblacional
medición tipo 2
Coordenadas
283297
283298
283298
283279
283265
283238
283281
283168
283263
283350
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8660145
8660146
8660149
8660081
8660073
8660148
8659968
8660073
8660144
8866016
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
% Poblacional
medición tipo 2
Coordenadas
279202
279240
279148
279328
279343
279348
279232
279188
279191
279191
279189
279185
279178
279168
279156
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
134
8661480
8661506
8661511
8661587
8661535
8661525
8661490
8661417
8661449
8661441
8661374
8661474
8661489
8661525
8661552
------------1.37E-04
4.96E-03
--1.34E-03
N
N
-------------
N
0.0189831
N
1.15E-02
----------1.31E-02
---
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
5.3 CALCULO PREDICTIVO
En la Tabla 5.6 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Calculo Predictivo)” se
presentan las evaluaciones de las exposiciones totales obtenidas de la predicción.
Tabla 5.6 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Calculo Predictivo)”
EB VILLA - CHORRILLOS
Punto de
Medida
1
18281329 E
8650476 N
2
18281322 E
8650483 N
3
18281294 E
8650563 N
4
18281328 E
8650418 N
5
18281314 E
8650372 N
6
18281392 E
8650474 N
7
18281429 E
8650482 N
8
18281328 E
8650470 N
9
18281504 E
8650496 N
10
18281348 E
8650507 N
Punto de
Medida
EB TREBOL LIMA
Coordenadas
Coordenadas
1
18284140 E
8663420 N
2
18284132 E
8663412 N
3
18284132 E
8663391 N
4
18284132 E
8663470 N
5
18284133 E
8663479 N
6
18284128 E
8663505 N
7
18284244 E
8663472 N
8
18284222 E
8663463 N
9
18284205 E
8663462 N
10
18284150 E
8663440 N
11
18284145 E
8663433 N
12
18284143 E
8663441 N
135
% Poblacional
calculado
0.00120
0.00317
0.00243
0.07223
0.00195
0.09289
0.00643
0.00066
0.05284
0.01314
% Poblacional
calculado
0.02860
0.01216
0.01628
0.01332
0.00990
0.02243
0.02772
0.01361
0.01986
0.00068
0.00040
0.00082
Tabla 5.6 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Calculo Predictivo)”
EB HIPODROMO
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
EB BOULEVARD
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
% Poblacional
calculado
Coordenadas
18284653
18284612
18284602
18284556
18284571
18284578
18284586
18284579
18284566
18284578
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8662396
8662406
8662414
8662394
8662408
8662423
8662419
8662414
8662459
8662435
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
% Poblacional
calculado
Coordenadas
283297
283298
283298
283279
283265
283238
283281
283168
283263
283350
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
136
8660145
8660146
8660149
8660081
8660073
8660148
8659968
8660073
8660144
8866016
0.01646
0.06162
0.01258
0.01758
0.00079
0.00061
0.00074
0.00042
0.00384
0.00252
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
0.002487006
0.001824791
0.003807684
0.001124362
0.01152113
0.00199035
0.047884746
0.071416949
0.003544859
1.71021E-07
Tabla 5.6 - “Resumen de la Exposición Poblacional (Calculo Predictivo)”
EB ALFONSO UGARTE
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
% Poblacional
calculado
Coordenadas
279202
279240
279148
279328
279343
279348
279232
279188
279191
279191
279189
279185
279178
279168
279156
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8661480
8661506
8661511
8661587
8661535
8661525
8661490
8661417
8661449
8661441
8661374
8661474
8661489
8661525
8661552
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
0.21344
0.12548
0.180855
0.0701921
0.07058
0.0774953
0.0452429
0.0500716
0.0116369
0.0936535
0.025591
0.1584407
0.0563766
0.0548249
0.3798117
5.4 COMPARACIÓN DE LAS MEDICIONES CON LA PREDICCIÓN
Tabla 5.7- Comparación de las mediciones con los cálculos predictivos
TIPOS DE
MEDICIÓN
ERROR DE
LA
MEDICIÓN
COCIENTE DE EXPOSICIÓN MEDIDO/
COCIENTE DE EXPOSICIÓN PREDICHO
Medición Tipo 1
± 4.2 dB
+ 27.25 – +2.10 dB
Medición Tipo 2
± 5.2 dB
+ 12.26 – 25.70 dB
En la Tabla 5.8 Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 1 y Mediciones Tipo 2
En la Tabla 5.9 Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 1 y los valores de Predicción calculados.
137
En la Tabla 5.10 Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional Total de las
Mediciones Tipo 2 y los valores de Predicción calculados.
Tabla 5.8 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 1 y Mediciones Tipo 2.
EB VILLA - CHORRILLOS
Punto de
Medida
Coordenadas
1
18281329 E
8650476 N
2
18281322 E
8650483 N
3
18281294 E
8650563 N
4
18281328 E
8650418 N
5
18281314 E
8650372 N
6
18281392 E
8650474 N
7
18281429 E
8650482 N
8
18281328 E
8650470 N
9
18281504 E
8650496 N
10
18281348 E
8650507 N
Punto de
Medida
Coordenadas
medición tipo1 /
medición tipo2
(#)
--5.99476298
----6.09399005
13.3094827
---------
medición tipo1 /
medición tipo2
EB TREBOL LIMA
(#)
1
18284140 E
2
18284132 E
8663420 N 787.215618
8663412 N
---
3
18284132 E
8663391 N
4
18284132 E
5
18284133 E
8663470 N 941.678699
8663479 N
---
6
18284128 E
8663505 N
7
18284244 E
8663472 N
8
18284222 E
8663463 N
9
18284205 E
8663462 N
10
18284150 E
8663440 N
11
18284145 E
8663433 N
12
18284143 E
8663441 N
138
(db)
--7.78
----7.85
11.24
---------
---
------2810.04121
-------
(db)
28.96
----29.74
--------34.49
-------
Tabla 5.8 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 1 y Mediciones Tipo 2.
EB HIPODROMO
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
EB BOULEVARD
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
medición tipo1 /
medición tipo2
Coordenadas
18284653
18284612
18284602
18284556
18284571
18284578
18284586
18284579
18284566
18284578
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8662396
8662406
8662414
8662394
8662408
8662423
8662419
8662414
8662459
8662435
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8660145
8660146
8660149
8660081
8660073
8660148
8659968
8660073
8660144
8866016
139
(db)
------843.17032
--------0
---
------29.26
-------------
medición tipo1 /
medición tipo2
Coordenadas
283297
283298
283298
283279
283265
283238
283281
283168
283263
283350
(#)
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
(#)
------------145.535274
4.03464782
--7.44435659
(db)
------------21.63
6.06
--8.72
Tabla 5.8 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 1 y Mediciones Tipo 2.
EB ALFONSO UGARTE
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Coordenadas
279202
279240
279148
279328
279343
279348
279232
279188
279191
279191
279189
279185
279178
279168
279156
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8661480
8661506
8661511
8661587
8661535
8661525
8661490
8661417
8661449
8661441
8661374
8661474
8661489
8661525
8661552
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
medición tipo1 /
medición tipo2
(#)
(db)
------------------------2.63392175
4.21
26.0294654
14.15
--------------------53.4053543
17.28
-----
Tabla 5.9 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las Mediciones
Tipo 1 y Predicciones calculadas.
EB VILLA - CHORRILLOS
Punto de
Medida
Coordenadas
1
18281329 E
8650476 N
2
18281322 E
8650483 N
3
18281294 E
8650563 N
4
18281328 E
8650418 N
5
18281314 E
8650372 N
6
18281392 E
8650474 N
7
18281429 E
8650482 N
8
18281328 E
8650470 N
9
18281504 E
8650496 N
10
18281348 E
8650507 N
140
% Poblacional tipo1 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
290.77
24.64
47.32
16.75
143.79
21.58
2.08
3.17
102.55
20.11
2.15
3.33
54.43
17.36
531.03
27.25
3.79
5.78
26.64
14.26
Tabla 5.9 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las Mediciones
Tipo 1 y Predicciones calculadas.
EB TREBOL LIMA
Punto de
Medida
1
18284140 E
8663420 N
2
18284132 E
8663412 N
3
18284132 E
8663391 N
4
18284132 E
8663470 N
5
18284133 E
8663479 N
6
18284128 E
8663505 N
7
18284244 E
8663472 N
8
18284222 E
8663463 N
9
18284205 E
8663462 N
10
18284150 E
8663440 N
11
18284145 E
8663433 N
12
18284143 E
8663441 N
Punto de
Medida
EB HIPODROMO
Coordenadas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
% Poblacional tipo1 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
Coordenadas
18284653
18284612
18284602
18284556
18284571
18284578
18284586
18284579
18284566
18284578
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8662396
8662406
8662414
8662394
8662408
8662423
8662419
8662414
8662459
8662435
141
% Poblacional tipo1 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
3.50
5.44
4.11
6.14
3.07
4.87
11.26
10.52
10.10
10.04
4.46
6.49
1.80
2.56
3.67
5.65
7.55
8.78
221.45
23.45
378.87
25.78
304.65
24.84
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
9.12
1.62
7.95
2.84
317.17
181.51
0.00
23.85
0.00
19.83
9.60
2.10
9.00
4.54
25.01
22.59
--13.77
--12.97
Tabla 5.9 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las Mediciones
Tipo 1 y Predicciones calculadas.
EB BOULEVARD
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
EB ALFONSO UGARTE
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Coordenadas
283297
283298
283298
283279
283265
283238
283281
283168
283263
283350
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8660145
8660146
8660149
8660081
8660073
8660148
8659968
8660073
8660144
8866016
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Coordenadas
279202
279240
279148
279328
279343
279348
279232
279188
279191
279191
279189
279185
279178
279168
279156
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8661480
8661506
8661511
8661587
8661535
8661525
8661490
8661417
8661449
8661441
8661374
8661474
8661489
8661525
8661552
142
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
% Poblacional tipo1 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
120.63
20.81
60.28
17.80
23.64
13.74
88.94
19.49
8.68
9.39
15.07
11.78
0.42
-3.79
0.28
-5.53
2.82
4.50
58472.19
47.67
% Poblacional tipo1 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
0.47
-3.29
0.40
-4.00
1.66
2.20
2.14
3.30
4.96
6.95
5.16
7.13
1.11
0.43
5.99
7.78
8.59
9.34
0.53
-2.73
9.77
9.90
2.52
4.02
7.10
8.51
12.77
11.06
0.26
-5.80
Tabla 5.10 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 2 y Predicciones calculadas.
EB TREBOL LIMA
Punto de
Medida
1
18284140 E
8663420 N
2
18284132 E
8663412 N
3
18284132 E
8663391 N
4
18284132 E
8663470 N
5
18284133 E
8663479 N
6
18284128 E
8663505 N
7
18284244 E
8663472 N
8
18284222 E
8663463 N
9
18284205 E
8663462 N
10
18284150 E
8663440 N
11
18284145 E
8663433 N
12
18284143 E
8663441 N
Punto de
Medida
EB HIPODROMO
Coordenadas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
% Poblacional tipo2 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
Coordenadas
18284653
18284612
18284602
18284556
18284571
18284578
18284586
18284579
18284566
18284578
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8662396
8662406
8662414
8662394
8662408
8662423
8662419
8662414
8662459
8662435
143
% Poblacional tipo2 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
0.00
-23.52
--------0.01
-19.22
----------------0.00
-25.71
-------------
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
------0.00
-------------
-------24.72
-------------
Tabla 5.10 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 2 y Predicciones calculadas.
EB BOULEVARD
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
EB ALFONSO UGARTE
Punto de
Medida
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Coordenadas
283297
283298
283298
283279
283265
283238
283281
283168
283263
283350
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8660145
8660146
8660149
8660081
8660073
8660148
8659968
8660073
8660144
8866016
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Coordenadas
279202
279240
279148
279328
279343
279348
279232
279188
279191
279191
279189
279185
279178
279168
279156
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
E
8661480
8661506
8661511
8661587
8661535
8661525
8661490
8661417
8661449
8661441
8661374
8661474
8661489
8661525
8661552
144
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
% Poblacional tipo2 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
------------------------0.00
-25.42
0.07
-11.59
----7854.57
38.95
% Poblacional tipo2 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
------------------------0.42
-3.77
0.23
-6.38
--------------------0.24
-6.21
-----
Tabla 5.10 - Comparación de los Cocientes de Exposición Poblacional de las
Mediciones Tipo 2 y Predicciones calculadas.
EB VILLA - CHORRILLOS
Punto de
Medida
Coordenadas
1
18281329 E
8650476 N
2
18281322 E
8650483 N
3
18281294 E
8650563 N
4
18281328 E
8650418 N
5
18281314 E
8650372 N
6
18281392 E
8650474 N
7
18281429 E
8650482 N
8
18281328 E
8650470 N
9
18281504 E
8650496 N
10
18281348 E
8650507 N
145
% Poblacional tipo2 / %
poblacional calculado
(#)
(db)
----7.89
8.97
--------16.83
12.26
0.16
-7.91
-----------------
Fig. 5.1 Compensación de mediciones Tipo 1 y Tipo 2
146
Fig. 5.2 Comparación de las mediciones Tipo 1 y calculo predictivo
147
Fig. 5.3 Comparación de las mediciones Tipo 2 y calculo predictivo
148
Fig. 5.4 Medición Tipo 1, Medición Tpo2 y Cálculo Predictivo
149
CAPITULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1
CONCLUSIONES
1. Se ha demostrado mediante el desarrollo de la tesis la validez de la hipótesis
planteada, comprobando que de los diferentes resultados de la predicción se
observa que el campo eléctrico y densidad de potencia en general son muy bajos,
por lo tanto, ninguno de ellos sobrepasa los Límites Máximos Permisibles
Poblacionales.
2. Existen dos corrientes normativas a nivel internacional: las recomendaciones
IEEE- ANSI adoptadas por Estados Unidos de Norteamérica y las normas
ICNIRP adoptada por la gran mayoría de países en el mundo entero habiendo
sido aceptada por la Organización Mundial de la Salud- OMS y la Unión
Internacional de Telecomunicaciones-UIT.
3. En la segunda parte de la tesis se ha explicado que tipo de emisiones utilizan las
comunicaciones móviles, así como los estudios que se han realizado para
determinar los efectos sobre la salud de éstas. Ha quedado confirmado que este
tipo de emisiones, al trabajar en una banda de frecuencia relativamente bajo, no
son ionizantes y por tanto no causan ningún efecto nocivo para la salud de las
personas expuestas.
150
4. En la tercera parte, se ha explicado la forma de realizar las medidas de
radiaciones no ionizantes debido a una estación base. Se ha visto que existen tres
fases de medida, las cuales se deben realizar con equipos diferentes. Se ha
explicado con detalle que aspectos se deben tener en cuenta antes de desplazarse
al emplazamiento para realizar las medidas y que parámetros se deben tomar.
5. En la cuarta parte, se ha expuesto el paquete software que se ha programado
para la realización de los cálculos necesarios en la evaluación de una nueva
estación base. Con este paquete software, programado en Matlab se consiguen
todos los datos necesarios y así cumplir con la normativa que exige la
realización de un estudio teórico de radiaciones no ionizantes, solo
introduciendo los datos de las tecnologías existentes y datos recogido al realizar
las medidas radio eléctricas. Los datos que se obtienen son predicciones de los
niveles de campo eléctrico, densidad de potencia, cociente de exposición
poblacional, diagramas de radiación de las antenas que se instalan en los
emplazamientos, distancias mínimas de seguridad, y graficas representativas de
las distribuciones de potencia en 2D y 3D. De las simulaciones realizadas, en
ninguno de los casos se ha excedido el 1% de los LMP, lo que demuestra que el
aporte de radiación electromagnética es considerablemente bajo.
6. Enlazando el software creado en Matlab con GoogleEarth, se predice las
coordenadas geográficas UTM, teniendo así, los puntos exactos donde se deben
realizar las mediciones utilizando cualquiera de los dos métodos descritos, y
además genera un ahorro del 50% del tiempo comparándolo con el método
151
tradicional, que consiste en utilizar una brújula para encontrar el acimut de
máxima radiación.
7. De la comparación de las mediciones con los resultados teóricos se pudo ver que
existen diferencias entre las mediciones y la predicción que se salen del rango de
los errores de la medición, que podrían deberse a los siguientes factores:
•
Utilización de potencias diferentes a los valores nominales.
•
Desconocimiento de las pérdidas de los cables y de las razones de repartición
del sistema de antenas.
•
Errores en los cálculos de propagación debido a que la predicción no
necesariamente considera todas las características particulares que se
desarrollan un escenario de propagación tan complejo como el de las
comunicaciones móviles como el caso de los “spots(acumulación de ondas
reflejadas)”.
8. Al comparar los coeficientes de exposición de las mediciones tipo 1 con los
valores de predicción; 42 puntos medidos (75%) dan relaciones menores a 15dB
y 14 de estos tienen relaciones que superan los 15 dB. Estas diferencias pueden
ser entendidas en parte porque los equipos de medición tienen una exactitud
limitada y por otro la do debido a que la propagación de las ondas es un
escenario normal de comunicaciones móviles es bastante complejo pudiendo
generar errores apreciables con respecto a la predicción. En el caso de las
mediciones hay lugares que donde se pueden concentrar un conjunto de haces
152
reflejados (spots) y como consecuencia tendrán niveles mayores que la
predicción.
9. En la comparación de los cocientes de exposición poblacional para los servicios
móviles de las mediciones tipo 2 con los valores de predicción; Se tiene que de
un total de 13 mediciones, 8 de estas dan relaciones menores a 15 dB (62%),
debido que en el cálculo predictivo se ha tomado el “peor caso”, ósea 100% de
ondas reflejadas, lo que sobreestima la predicción.
6.2
RECOMENDACIONES
1. Formar grupos de investigación en la universidad, que mitiguen la percepción
de riesgo que existe en la población, debido a los niveles de Radiación No
Ionizante producida por los diferentes servicios de telecomunicaciones,
realizando labores de evaluación, medición o simulación de los campos
electromagnéticos. Realizar campañas de difusión de los resultados de los
estudios realizados, pues son ampliamente favorables para la universidad y para
el sub-sector de comunicaciones debiendo abarcar como grupos objetivos al
público en general, a las autoridades del sector salud y otras entidades
interesadas en el tema (Poder Judicial, Ministerio Público, Defensoría del
Pueblo, etc.)
153
2. Es conveniente realizar campañas de medición de RNI en Arequipa hasta
completar una muestra estadísticamente valida, para que los resultados de las
mediciones representen la realidad local.
154
BIBLIOGRAFIA
[1]
Organismo Supervisor de Inversión Privada en Telecomunicaciones – OISPTEL,
estadística de telefonía móvil. Indicadores de Servicio móvil. www.osiptel.gob.pe
[2]
COLEGIO
OFICIAL
ASOCIACIÓN
ESPAÑOLA
INGENIEROS
DE
TELECOMUNICACIÓN. “Efectos de las emisiones electromagnéticas sobre las
personas ¿Desde cuándo existen los campos electromagnéticos?”
[3] “La percepción social de los campos electromagnéticos”, Antonio Pérez Yuste,
Revista Mundo Electrónico 2002.
[4]
ORGANICACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD, www.who.int/es/
[5]
INTERNATIONAL COMMISSION
ON
NON-IONIZING
RADIATION
PROTECTION e. V. “Recomendaciones para limitar la exposición a campos eléctricos,
magnéticos y electromagnéticos (hasta 300 GHz)”, 1998.
[6]
COMISIÓN FEDERAL DE COMUNICACIONES (FCC) – USA, “Radio
Frequency Safety”, Office of Engineering and Technology www.fcc.gov
[7]
ADMINISTRACIÓN ESTADOUNIDENSE DE ALIMENTOS Y FÁRMACOS
(FDA) , : “Consumer information on wireless phones” www.fda.gov.
[8]
of
REAL SOCIEDAD DE CANADA, “Expert Panel Report prepared at the request
the
Royal
Society
of
Canada
for
Health”,
www.mmfai.org/public/docs/es/health_espan.pdf.
[9]
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS Y TECNICAS DE LAS
FUERZAS ARMADAS, “Radiación No Ionizante de sistemas de telefonía celular
móvil: la percepción de la población, la disparidad de los estándares y el monitoreo a
gran escala”, www.citefa.gov.ar/soluciones_tecno/Antenas.
155
[10]
MEDICAL COLLEGE OF WISCONSIN, “Antenas de Telfonia Movil y Salud
Humana”, www.ua.es/personal/herrera/seguridad/moviles.html.
[11]
Ministerio de Transporte y Comunicaciones. ESTABLECEN LÍMITES
MÁXIMOS
PERMISIBLES
DE
RADIACIONES
NO
IONIZANTES
EN
TELECOMUNICACIONES. Decreto Supremo N°038-2003-MTC.
[12]
INTERNATIONAL COMMISSION
ON
NON-IONIZING
RADIATION
PROTECTION e. V. “Recomendaciones para limitar la exposición a campos eléctricos,
magnéticos y electromagnéticos (hasta 300 GHz)”, 1998.
[13]
INTERNATIONAL COMMISSION
ON
NON-IONIZING
RADIATION
PROTECTION e. V. “Recomendaciones para limitar la exposición a campos eléctricos,
magnéticos y electromagnéticos (hasta 300 GHz)”, 1998.
[14]
Presidencia del Consejo de Ministros. PCM, Aprueban Estándares de Calidad
Ambiental (ECAs) para Radiaciones No Ionizantes DECRETO SUPREMO N°10-2005PCM.
[15]
Mag. Ing. Víctor Cruz Ornetta, “La Telefonía Móvil y su Salud”, INICTEL.
[16]
Ministerio
de
Transportes
y
Comunicaciones.
NORMA
TECNIA
LINEAMIENTOS PARA EL DESARROLLO DELOS ESTUDIOS TEORICOS DE
RADIACIONES NO IONIZANTES.
[17]
UNION INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES,UIT-T K.52:
"Orientación sobre el Cumplimiento de los Límites de Exposición de las Personas a los
CEM"
[18]
Comisión Internacional de Protección contra las radiaciones no ionizantes-
ICNIRP
156
[19]
INSITUTO NACIONAL ESTADOUNIDENSE DE ESTANDARES “Standard
for Safety levels with Respect to Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic
Fields, 3 kHz to 300 GHz”
[20]
RADIATION AND HEALTH FACT SHEETS, Radiation Protection Standard –
Maximum Exposure Levels to Radiofrequency Fields – 3 kHz to 300 GHz.
[21]
FEDERAL
COMMUNICATIONS
COMMISSION
(FCC),
“A
Local
Government Official’s Guide to Transmitting antenna RF Emission Safety: Rules
Procedures, and Practical Guidance. Evaluating Compliance with FCC”
[22]
WESTERN
EUROPEAN
CALIBRATION
COOPERATION
(WECC)
,“Guidelines for the Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibrations”.
[23]
G. W. Juette and L. E. Zeffanella, “RADIO NOISE CURRENTS N SHORT
SECTIONS ON BUNDLE CONDUCTORS (PRESENTED CONFERENCE PAPER
STYLE),” presented at the IEEE Summer power Meeting, Dallas, TX, June 22–27,
1990, Paper 90 SM 690-0 PWRS.
[24]
Weidemann, P. and Schultz, H. “THE PRECUATIONARY PRINCIPLE AND
RISK PERCEPTION EXPERIMENTAL STUDIES IN THA EMF AREA”,
Enviromental Health Perspectives, Vol 113, No 4, April 2005.
[25]
Weidemann, P., et al., “THE IMPACT OF PREACUTIONARY MEASURES
AND THE DISCLOSURE OF SCIENTIFIC UNCERTAINY ON EMF RISK
PERCEPTION AND TRUST”, Journal of Risk Research, Vol 9, N0 4, 361- 372, June
2006.
[26]
Wavecontrol, “Campos Electromagnéticos y Telefonía Móvil, Mapas de
Radiaciones Municipales”.
157
[27]
Mobile
Manufactures
Fórum,
“LA
SALUD
Y
LOS
ELECTROMAGNÉTICOS DE TELÉFONOS CELULARES”, Boletín.
158
CAMPOS
DEDICATORIA
Dedico esta tesis a mis padres, Aníbal Gallegos y Leyla Socorro por su constante apoyo,
motivación, comprensión, regaños, buenos consejos y porque gracias a ellos soy lo que
soy ahora.
A mis hermanas, Roxanna y Vanessa por ser dos de los principales motores para seguir
adelante. Por su valioso tiempo dedicado para la presentación de la tesis.
A mis hermanos mayores Toño e Iván, por ser los componentes esenciales del trípode
familiar. Por sus consejos, enseñanzas, jodas. Por estar siempre en las etapas
importantes de mi vida.
A Mamiquel, Pepito y Carito, por quererme como a un hijo, por su preocupación
constante.
A mis abuelos Idita por ser su Rey, por engreírme, por ser el ángel que me cuida. Al
Tata, por sus amenas charlas, por su preocupación y cariño, por los recordados paseos
en triciclo. A PapáRufino, por cada día compartido en Arequipa, y porque ahora desde
el cielo me vigila y cuida. A mamita,
A mis 4 sobrinos Cami, Lucia, Tuto y Tití.
159