CRAM

PARTE II – ANÁLISE DO RELATÓRIO: “MEDIÇÕES DE CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS AMBIENTAIS EM ESTAÇÕES DE RADIOAMADORES”

Dando continuidade ao tema tratado no primeiro bloco, vamos agora visitar o relatório produzido e publicado pela “Federal Communications Commission – FCC”, a Anatel norte-americana, sobre avaliações feitas em estações de radioamadores. O relatório FCC/OET ASD-9601, originalmente intitulado “Measurements of Enviromental Electromagnetic Fields at Amateur Radio Stations”, foi produzido por Robert F. Cleaveland Jr. da FCC e Edwin D. Mantiply do National Air and Radiation Enviromental Laboratory, e apresentado publicamente em 1991, no Thirteenth Annual Meeting of The Bioelectromagnetics Society (Utah-EEUU). O relatório é extenso e apresenta, além dos dados coletados e tabulados, um resumo executivo e comentários sobre a metodologia e os resultados obtidos. O objetivo deste bloco é apresentar uma versão livre para o português das partes mais relevantes do relatório, que no seu original é composto de cerca de 60 páginas.

Relatório FCC/OET ASD-9601:

Introdução

Existem mais de 500.000 radioamadores licenciados nos EEUU e muitos mais pelo mundo. Conseqüentemente, existe um grande potencial para a exposição humana a campos eletromagnéticos de radiofreqüência provenientes de estações de radioamadores. Em função de suas responsabilidades perante os termos da Política Ambiental Nacional (NEPA), a FCC tem interesse em garantir que os transmissores regulamentados pela FCC não venham a expor o público a níveis de energia de RF além dos aceitáveis pelas recomendações de segurança. A fim de obter dados sobre o potencial impacto ambiental causado pela transmissão em estações de radioamadores, a FCC e a Agencia de Proteção Ambiental (EPA) realizaram medições em várias estações do sul da Califórnia, em julho de 1990. Medições de intensidade dos campos elétrico e magnético foram feitas nas áreas próximas das antenas e dos equipamentos transmissores a fim de determinar os níveis potenciais de exposição à radiação de RF para os operadores das estações e outros indivíduos que possam estar nas vizinhanças das estações. Algumas medições dos níveis de exposição dos operadores das estações aos campos de 60 Hz foram realizadas pelo interesse específico da EPA sobre ambientes eletromagnéticos de muito baixa frequência (ELF). Os valores obtidos foram comparados com as recomendações de limites estabelecidos pela American National Standards Institute – ANSI, em 1982 (ANSI C95.1-1982), e pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers – IEEE, em 1991 (IEEE C95.1-1991).

Nove estações de radioamadores foram selecionadas para esse estudo, em função da disponibilidade de seus operadores, dos tipos de antenas e equipamentos, das freqüências de trabalho e da facilidade de acesso aos locais de transmissão. A participação dessas estações foi voluntária e o local (sul da Califórnia) foi escolhido pela proximidade com o laboratório da EPA, de onde vieram os técnicos, equipamentos e veículos de teste. As estações visitadas variam de instalações simples a complexas e foram incluídas as medições de estações móveis. Os campos foram medidos em várias configurações de antenas, incluindo Yagis, Quagis, dipolos V-invertido, dipolos horizontais, verticais, discones em VHF entre outras. As potências variaram entre menos de 100 watts até mais de 1400 watts.

Procedimentos de medida e instrumentação

Medições foram feitas utilizando-se instrumentos apropriados a cada frequência de trabalho. Intensidades de campos elétricos em frequências abaixo de 7,2 MHz foram medidas com o medidor de intensidade de campo EFS-1 da Instruments for Industry. Para frequências acima de 7,2 MHz, os campos elétricos foram medidos com o medidor isotrópico de intensidade de campo faixa larga, modelo HI-3001 da Holaday Industries. Um sistema automatizado faixa estreita, incorporando uma antena dipolo esférica opticamente isolada tipo NanoFast (FOISD) e um analisador de espectro Hewlett-Packard, também foi utilizado em alguns poucos casos, para comparações. Os campos magnéticos foram medidos com uma antena dipolo em loop calibrado, conectada a um medidor de potência HP, modelo 435B. As medições foram convertidas de miliwatts para miliamperes por metro. Um medidor de intensidade de campo faixa-larga Aeritalia TE307 e um sensor faixa-larga Narda 8631 com um medidor 8621 também foram utilizados para comparações com os medidores em loop.

As medições foram feitas entre um e dois metros acima do solo, altura que melhor representa a presença do corpo humano, na condição “key down”, ou seja, na máxima potência sem modulação. Mesmo não sendo a condição normal de operação, esse modo proporcionou condições de leitura estável dos instrumentos em uma situação de pior caso (máxima potência).

Resultados

A descrição de cada uma das nove estações visitadas consta da tabela I. As intensidades de campo encontradas em áreas próximas às antenas e aos equipamentos foram da ordem de 1 a 20 V/m para o campo elétrico, e menos de 50 mA/m para o campo magnético. Valores máximos a poucos metros de algumas antenas chegaram a 237 V/m e 1350 mA/m, mas leituras tão altas assim não foram comuns. Normalmente, leituras elevadas em áreas acessíveis foram encontradas em montagens em veículos, normalmente próximos do nível do solo, ou no caso de dipolos montados próximos do telhado ou logo acima do quintal. Deve-se também considerar que a situação “key-down”, ou seja, transmissão contínua a 100% do tempo, não é a situação normal de operação. O tempo de exposição é fator importante a ser considerado nessas avaliações e o tempo médio de transmissão de uma estação de radioamador é muito menor que 100%.

TABELA I – Descrição das estações avaliadas

A tabela II mostra a intensidade máxima de campos elétricos medidos em áreas de acesso público próximas das antenas. Essas áreas são locais de circulação de pessoas, fora do “schack”, as quais se supõe não terem conhecimento sobre sua exposição a esses campos. Essa categoria coincide com a classificação de “área de circulação não-controlada”. Já o operador da estação, dentro do “shack”, pode ser considerado consciente das condições às quais está exposto e, portanto, a área do “schack” pode ser considerada como “área de circulação controlada”, sujeita a restrições mais brandas ou a limites maiores de intensidade de campo. As recomendações de limites à exposição são dependentes da freqüência e estabelecem restrições mais severas às freqüências de VHF, em função de a Taxa de Absorção Específica (SAR – Specific Absorption Rates) ser máxima para o corpo humano nessas freqüências. Dessa forma, mesmo obtendo valores mais elevados de intensidade de campo em frequências de HF, valores limites inferiores devem ser perseguidos em VHF. Aparentemente, antenas instaladas em veículos podem criar condições para uma exposição maior ao público nas áreas de circulação vizinhas. De fato, as avaliações feitas em estações instaladas em veículos aproximaram-se ou até excederam os limites em alguns casos. Por outro lado, é importante considerar que são medidas de valor de pico e o tempo médio de exposição é fator importante neste caso. Os valores listados foram comparados com os limites recomendados pela ANSI (1982) e pelo IEEE (1991) e foram expressos em porcentagem desses valores limites.

TABELA II – Valores de Campo Elétrico

A tabela III dá exemplos de campos magnéticos máximos, medidos nas áreas de circulação próximas às estações. Quando comparada com as recomendações, em apenas uma situação os valores excederem os limites. Isso aconteceu em uma instalação móvel, com uma antena vertical de 1/4 de onda. Da mesma forma que para o campo elétrico, os valores de campo magnético foram comparados com as recomendações de limites estabelecidos pela ANSI (1982) e pelo IEEE (1991) e apresentados em porcentagem desses valores.

TABELA III – Valores de Campo Magnético

Outros resultados mostram medições feitas dentro do “schack” das estações, no local onde normalmente o operador se encontra. Os valores encontrados estão bem abaixo dos limites recomendados pela ANSI em 1982 e pelo IEEE em 1991, para áreas de circulação controlada.

CONCLUSÃO

Considerando o comprimento de onda, o tamanho das antenas e as condições de instalação das mesmas, poucas eram as condições em que seria possível avaliar as condições de exposição através de medições de densidade de potência. Na maioria dos casos, as medições foram realizadas na condição de campo próximo, onde a frente de onda ainda não está configurada como onda plana e estável. Em função dessas condições, avaliações separadas de campo elétrico e campo magnético foram feitas e comparadas com os limites de segurança estabelecidos na época. Nota-se que as freqüências de VHF, em torno de 50 MHz e 146 MHz, apresentaram valores de campo mais próximos ou até superiores aos limites, simplesmente porque os limites são inferiores nessas freqüências. Como foi explicado no primeiro bloco, esses limites são naturalmente inferiores porque as dimensões do corpo humano são da ordem de grandeza do comprimento de onda em VHF, o que viabiliza uma Taxa de Absorção Específica (SAR) máxima. Considerando as medições e as considerações, podemos entender que estações de radioamador apresentam condições aceitáveis de radiação eletromagnética perante os limites estipulados para áreas de circulação controlada e não-controlada. Atenção especial deve ser dedicada a instalações veiculares nas faixas de VHF, já que a frequência de operação e a proximidade do sistema radiante criam condições de campo mais intenso. Os valores obtidos foram comparados com referências da época (ANSI-1982 e IEEE-1991).