Determinación de la zona de protección a las personas por transmisiones de FM comerciales
Mollo, Juan Carlos.(i
(i)INTI- Electrónica e Informática
Introducción
Este trabajo sirve para determinar en forma rápida la delimitación de la zona donde las personas pueden estar expuestas a campos electromagnéticos intensos que podrían ser perjudiciales para la salud. Esto no exime de realizar mediciones que determinen el verdadero valor del Campo Eléctrico y Magnético en dicha zona.
En este caso en particular estamos hablando de campos electromagnéticos generados por estaciones de radio de FM (Frecuencia Modulada). Este modelo es valido también para ser aplicados a otros servicios de Telecomunicaciones.
Existe en estos momentos una mayor sensibilidad por parte de la población general en cuanto a si se encuentra próxima a una estación de radio que campo presente hay, y si está dentro de los limites de protección a las personas según la normativa vigente de Radiaciones no Ionizantes (RNI).
Tabla 1
Rango de Frecuencias
F(MHz)
0,3-1
1-10
10-400
400-2.000
2.000-
S = E²/Za = H²Za
(1)
S (mW/cm²)
20 20/f² 0,2 f/2000
1
Campo Eléctrico E
(V/m)
275
Campo Magnético H
(A/m)
0,73
275/f
0,73/f
27,5
0,073
1,375f½
-
61,4
-
Metodología / Descripción Experimental
Se toma como base de cálculo la Resolución 269/2002 de la Comisión Nacional de Comunicaciones (CNC) que establece niveles máximos permisibles de Radiaciones no Ionizantes de densidad de potencia, Campo Eléctrico y Campo Magnético para exposición poblacional en función de la frecuencia de transmisión.
Se define como densidad de potencia S como la potencia por unidad de área normal a la dirección de propagación. Las unidades utilizadas son W/m², mW/cm² ó uW/cm². Para una onda plana la densidad de potencia está relacionada con el campo eléctrico y el magnético por la impedancia del espacio libre (Za = 377 ohm).
Podríamos medir el campo eléctrico o magnético indistintamente y realizar el calculo de densidad de potencia si estamos en la zona de campo lejano, donde los vectores de ambos campos se encuentran a 90˚ entre si.
Esta definición esta dada por la característica de la
antena transmisora, que debe cumplir la siguiente
ecuación, para encontrar el radio de campo lejano
(Rcl), siendo la dimensión de la antena (D) de un tamaño mayor que su longitud de onda (λ en metros):
Rcl >3D²/λ
(2)
Esta condición generalmente se da en las antenas de transmisión de las emisoras de FM según fotografía 1
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1
K Coeficiente de reflexión es el valor del factor de reflexión, que tiene en cuenta la posibilidad que se puedan adicionar campos reflejados en fase con el campo incidente directo.
R distancia en [m] desde la antena al punto de cálculo.
Si tomamos el limite para la banda de FM que es de S=0,2 mW/cm² o S=2 W/m², la distancia seria:
r = (PIRE*k/(4*π*2))1/2 [m] (7)
Resultados
S
PIRE
K
[W/m²] [W]
2
2,56
3
4
r [m]
2
10000
28
32
35
40
2
20000
40
45
49
56
2
50000
63
71
77
89
2
100000
89
101
109
126
2
200000
126
143
155
178
2
300000
155
175
189
219
Ejemplo de cálculo tomamos una frecuencia del centro de banda 98 MHz
2
500000
199
226
244
282
λ=300/f [m]
(3)
Graficamos los valores obtenidos:
λ=3,06 m
Dist. de la antena para S=2 W/m²
Si tenemos una suma de cuatro dipolos la dimensión D de la antena seria:
D=10,71 m
(4)
Rcl=3x10,71²/3,06= 112,5 m
Se tomo como factor 3 para garantizar que estamos en campo lejano.
Ahora realizamos una predicción de densidad de potencia S aplicando la siguiente formula:
S = PIRE * k / (4 * π * r2) (5)
Ó
S = PRA*1,64 * k / (4 * π * r2) (6)
S densidad de potencia en W/m²
PIRE Potencia Isotrópica Radiada Equivalente en [W]. Es el producto de la potencia suministrada a una antena por la ganancia de antena, en una dirección dada, relativa a un radiador isotrópico.
PRA Potencia Radiada Aparente en [W]. Es el producto de la potencia suministrada a la antena por la ganancia de antena, en una dirección dada, relativa a un dipolo de media onda.
1000
Distancia en m
100 10
k=2 k=2,56 k=3 k=4
1 10000
100000
1000000
Potencia PIRE en W
Conclusiones
Con este nuevo modelo de grafico se puede determinar fácilmente, (ya que las curvas quedaron linealizadas) las áreas de riesgo para las personas expuestas a campos electromagnéticos, de estaciones de radio de FM o cualquier otro servicio de Telecomunicaciones, donde exista emisión de ondas de radio.
Referencias Resolución 269/2002 CNC, Resolución 202/95 Ministerio de Salud Acción Social de la Nación, Resolución 530/2000 Secretaria de Comunicaciones de la Nación.
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Para mayor información contactarse con: Ing. Juan C. Mollo jmollo@inti.gov.ar
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