MG. ING. VÍCTOR CRUZ ORNETTA

CURSO TALLERLAS RADIACIONES NO IONIZANTES DE LAS REDES DETELECOMUNICACIONES Y SUS EFECTOS EN LA SALUD

SEPTIEMBRE 2010

4. REGULACIÓN

Las Recomendaciones ICNIRP son las de mayoraceptación en el mundo. Además sirven de base paralos estándares de Australia – Nueva Zelanda, ArgentinaBrasil, Chile, Ecuador, La Unión Europea, Paraguay,Perú, Venezuela y otros países e instituciones.

Las Restricciones Básicas son aquellas restricciones a laexposición producida por los campos electromagnéticos yestán basadas en los efectos adversos sobre la salud yaestablecidos.

Dependiendo de la frecuencia y de las característicascuantitativas usadas, las restricciones básicas para laexposición a CEM están dadas en términos de la densidadde corriente, la tasa de absorción específica (SAR) o ladensidad de potencia.

El ICNIRP condiciona que para "la protección contraefectos adversos a la salud se requiere que estasrestricciones básicas no sean excedidas".

En base a los efectos establecidos y tomando en cuentaun factor de seguridad de 10 se obtienen lasrestricciones básicas ocupacionales.

Tabla 01. Restricciones básicas para exposiciones a camposeléctricos y magnéticos para frecuencias hasta 10GHz

Características dela exposición Rango de

Frecuencias

Densidad deCorriente para

cabeza y tronco(mA m-2) (rms)

SAR promedioen todo el

cuerpo(Wkg -1)

SAR localizadocabeza y tronco

(Wkg -1)

SAR localizado(extremidades)

(Wkg -1)

Exposiciónocupacional

hasta 1 Hz 40 -- -- --

1 - 4 Hz 40/f -- -- --

4 Hz – 1 kHz 10 -- -- --

1 - 100 kHz f/100 -- -- --

100 kHz - 10 MHz f/100 0,4 10 20

10 MHz - 10 GHz -- 0,4 10 20

Exposición alpúblico en general

hasta 1 Hz 8 -- -- --

1 - 4 Hz 8/f -- -- --

4 Hz – 1 kHz 2 -- -- --

1 - 100 kHz f/500 -- -- --

100 kHz - 10 MHz f/500 0,08 2 4

10 MHz - 10 GHz -- 0,08 2 4

NOTA:1. es la frecuencia en Hz.2.debido a que el cuerpo humano no es eléctricamente homogéneo, las densidades de corrientedeberían ser promediadas sobre una sección transversal de 1 cm2, perpendicular a la direcciónde la corriente.3.Para frecuencias hasta 100 kHz, los valores de la densidad de corriente pico pueden obtenersemultiplicando el valor rms por 1,414. Para pulsos de duración tp, la frecuencia equivalente aaplicarse en las restricciones básicas debería ser calculado según: _ = 1/(2tp).4.Para frecuencias hasta 100 kHz y para campos magnéticos pulsantes, la densidad de corrientemáxima asociada con los pulsos puede ser calculada de los tiempos de subida / bajada y lamáxima tasa de cambio de la densidad de flujo magnético. Luego la densidad de corrienteinducida puede ser comparada con la restricción básica apropiada5.Todos los valores del SAR, deben ser promediados sobre cualquier periodo de 6 minuto6.La masa para promediar el SAR localizado es cualquier de tejido contiguo de10 g de masa; elmáximo SAR así obtenido debería ser el valor usado para la estimación de la exposición.7.Para pulsos de duración tp, la frecuencia equivalente a aplicarse en las restricciones básicasdebería ser calculado según: = 1/(2tp). Adicionalmente en el rango de frecuencias de 0,3 a 10GHz y para exposición localizada en la cabeza, con el objeto de evitar el efecto auditivo causadopor la expansión termoelástica, se recomienda una restricción básica adicional. Esta restricciónes que la SA promediada sobre 10 g de tejido no debe exceder 10 mJ kg-1 para trabajadores y 2 mJkg-1 para el público en general.

Tipo de Exposición Densidad de Potencia(Wm-2)

Exposición Ocupacional 50

Exposición a Público enGeneral 10

Tabla 02. Restricciones Básicas para la densidad de potenciapara frecuencias entre 10 y 300 GHz

Las restricciones básicas son parámetros físicos cuyocumplimiento asegura que no haya efectos sobre la saludpero son bastante difíciles de medir, especialmente en elcampo, por lo que es necesario relacionarlas con parámetrosque sean más fáciles de medir. Dichos parámetros sonconocidos como los niveles de referencia. Los niveles dereferencia son obtenidos, mediante el uso de modelosmatemáticos y por extrapolación de los resultados de lasinvestigaciones de laboratorio a frecuencias específicas.

Para frecuencias hasta 10 GHz a partir de las restriccionesbásicas que están dadas en términos de la densidad decorriente y el SAR local y de cuerpo entero se obtienen losniveles de referencia en términos de las intensidades decampo eléctrico y magnético, la densidad de flujomagnético y la densidad de potencia, para frecuencias de 10a 300 GHz los niveles de referencia son exactamente igualesa las restricciones básicas que están dadas en términos de ladensidad de potencia.

Para bajas frecuencia se utilizan diversos métodos demedición y modelos de cálculo para desarrollar los nivelesde referencia de intensidad de campo a partir de lasrestricciones básicas.

Para el campo magnético se asume que el cuerpo tieneconductividad homogénea e isotrópica, aplicandosemodelos de espirales conductores circulares simples paraestimar la corriente inducida en diferentes órganos yregiones del cuerpo, como en el caso de la cabeza y seutilizan modelos elipsoidales más complejos para simular eltronco o todo el cuerpo y estimar las densidades decorriente inducida en la superficie del cuerpo.

En el caso del campo eléctrico los modelos toman en cuentalas diferentes condiciones de exposición, tamaño, forma yposición del cuerpo expuesto en el campo que puedenimplicar grandes variaciones en la densidad de cargasuperficial resultando una distribución variable nouniforme de corriente dentro del cuerpo.

Para campos eléctricos sinusoidales a frecuenciasmenores a 10 MHz, la magnitud de la densidad decorriente inducida dentro del cuerpo se incrementacon la frecuencia y varía inversamente con la seccióntransversal del cuerpo, siendo relativamente alta en elcuello, muñecas y tobillos que son los lugares conmenor sección.

Para frecuencias por debajo de 10 MHz el campoeléctrico y el campo magnético están desacopladosdebiéndose evaluar la conformidad con los límites enforma separada.

Por encima de 10 MHz, las intensidades de campo eléctricoy magnético pueden ser obtenidas a partir de la restricciónbásica SAR de cuerpo entero utilizando datosexperimentales y modelos numéricos. Las intensidades decampo magnético son calculadas a partir de la formula de laimpedancia del medio para el vacío 0 = E/H = 377 ohmiosvalida para el campo lejano. En el campo cercano, las curvasdel SAR ya no son válidas, pues los campos eléctricos ymagnéticos están desacoplados. Para una aproximaciónconservadora a los niveles de exposición pueden serutilizados los niveles de campo lejano dado que los camposeléctricos y magnéticos independientemente no puedenexceder las restricciones del SAR.

Los niveles de referencia ICNIRP se muestran en lasTablas 3 y 4, respectivamente, considerándose untiempo de exposición para la evaluación del promedioen el caso del SAR o S, tiempo en el cual en algún oalgunos instantes los límites pueden ser excedidos bajola condición de que el promedio de exposición noexceda los límites.

Tabla 03. Niveles de Referencia ICNIRP – Exposición Poblacional

Rango deFrecuencias

(MHz)

Intensidad deCampo Eléctrico

(Vm-1)

Intensidad de CampoMagnético

(Am-1)

Densidad deFlujo

Magnético( T)

Densidad de Potencia(Wm-2)

Hasta 1 Hz – 3,2 x 104 4 x 104 –

1 – 8 Hz 10 000 3,2 x 104/ f 2 4 x 104/ f 2 –

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 1,375 0,5 0,0037 0,5 0,0046 0,5 / 200

2 - 300 GHz 61 0.16 0.20 10

Al igual que para las restricciones básicas, inicialmentese obtienen los niveles de referencia ocupacionales y apartir de ellos mediante la utilización de un factor deseguridad se obtienen los niveles de referencia para laexposición de público en general han sido obtenidos apartir de los dados para exposición ocupacionalmediante el uso de varios factores en todo el rango defrecuencias.

Tabla 04. Límites Máximos Permisibles ICNIRP – Exposición Ocupacional

Rango deFrecuencias

(MHz)

Intensidad deCampo Eléctrico

(Vm-1)

Intensidad deCampo Magnético

(Am-1)Densidad de Flujo

Magnético( T)

Densidad dePotencia

(Wm-2)

Hasta 1 Hz – 1,63 x 105 2 x 105 –

1 – 8 Hz 20 000 1,63 x 105/ f 2 2 x 105/ f 2 –

8 – 25 Hz 20 000 2 x 104/ f 2,5 x 104/ 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 0,5 0,008 0,5 0,01 0,5 / 40

2 - 300 GHz 137 0.36 0.45 50

Notas:1.Esta en la frecuencia que se indica en la columna Rango de Frecuencias.2.Asumiendo que se cumplen las restricciones básicas y que se pueden excluir los efectos indirectos adversoslos valores de las intensidades de campo pueden ser excedidos .3.Para frecuencias entre 100 kHz y 10 GHz, Seq, E2, H2, y B2, deben ser promediados sobre cualquierperiodo de 6 minutos.4.Para valores pico en frecuencias hasta 100 kHz, ver Tabla 01, nota 3.5.Para valores pico en frecuencias mayores a 100 kHz, ver las Figuras 1 y 2. Entre 100 kHz y 10 MHz losvalores pico de las intensidades de campo son obtenidas de la interpolación desde 1,5 veces el valor de picoen 100 kHz hasta 32 veces el valor de pico en 10 MHz. Para frecuencias mayores a 10 MHz se sugiere que elvalor de pico de la densidad de potencia de onda plana equivalente, promediada sobre el ancho del pulso,no exceda por 1000 veces las restricciones de Seq., o que la intensidad de campo no exceda en 32 veces losniveles de exposición en intensidad de campo dados en esta tabla.6.Para frecuencias mayores a 10 GHz, Seq, E2, H2, y B2, deben ser promediados sobre cualquier periodo de68/ 1,05 minutos ( en GHz).7.No se provee valores de campo eléctrico para frecuencias menores a 1 Hz, los cuales efectivamente soncampos eléctricos estáticos. Para la mayoría de gente la molesta percepción de cargas electricas en susuperficie no ocurrirá para intensidades de campo menores a 25 kVm-1 . Las descargas tipo chispascausantes de estrés y molestia deberían ser evitadas.

Se dan niveles de referencia para corrientes inducidas con elfin de evitar shock y quemaduras por contacto con lasmismas. Estos niveles se dan para frecuencias hasta los 110MHz, implicando la frecuencia de radio FM.

En la tabla 05 se indican los niveles de referencia. Para laexposición ocupacional los valores son el doble del públicoen general debido a que los límites de la corriente en los quese presentan respuestas biológicas en niños y mujeres enedad adulta por contacto, son aproximadamente 1/2 y 2/3,respectivamente, de los límites para el caso de los hombresen edad adulta.

Para el caso de frecuencias en el rango de 10-110 MHz, en latabla 06 se indican los niveles de referencia para lasextremidades, que están por debajo de las restriccionesbásicas de SAR localizado. En el que el nivel de referenciaocupacional en 5 veces el público.

Tipo deExposición Rango de Frecuencias

Corriente deContacto Máxima

(mA)

ExposiciónOcupacional

Hasta 2,5 kHz 1,02,5 - 100 kHz 0,4 f

100 kHz - 110 MHz 40

Exposición dePúblico enGeneral

Hasta 2,5 kHz 0,52,5 - 100 kHz 0,2f

100 kHz - 110 MHz 20

Tabla 05. Niveles de Referencia corrientes de contacto variables en eltiempo provenientes de objetos conductores ( = frecuencia en kHz.)

Tabla 06. Niveles de Referencia para corrientes inducidas encualquier extremidad a frecuencias entre 10 y 110 MHz

Tipo de Exposición Corriente(mA)

Exposición Ocupacional 100

Exposición a Público General 45

En circunstancias reales la exposición a CEM incluye más deuna frecuencia. Para calcular la exposición límite a este tipode exposición combinada, el ICNIRP ha desarrollado lassiguientes fórmulas.

• En función de la Densidad de Corriente Inducida (J)Para estímulos eléctricos, relativos a las frecuencias hasta

10 MHz, las densidades de corriente inducida deben sersumadas según la siguiente fórmula:

(Ec. 1 )

Donde:Ji = densidad de corriente en la frecuencia i.JL,i = densidad de corriente límite de la frecuencia i según las Tabla 01

•En función del SARPara los efectos térmicos, aplicable sobre los 100 kHz, tantoel SAR y las densidades de potencia deben ser sumados segúnla siguiente fórmula:

(Ec.2)1

SS

SARSAR z300

zi L

iz10

zi L

iGH

10GH

GH

KH100

1JJMHz10

Hz1i i,L

i

Donde:SARi = el SAR debido a la exposición a la frecuencia i.SARL = el SAR límite según la Tabla 01.Si = densidad de potencia en la frecuencia i.SL = densidad de potencia límite según la Tabla 02.

• En Función de las Intensidades de Campo Eléctrico(E) yMagnético(H)

Frecuencias entre 1 Hz y 10 MHz:

1aE

EE z10

zi

iz1

zi i,L

iMH

1MH

MH

1H

(Ec.3)

(Ec. 4)

Donde:Ei = intensidad de campo eléctrico en la frecuencia i.EL,i = intensidad de campo eléctrico límite de la frecuencia i segúnTablas 03 y 04.Hj = intensidad de campo magnético en la frecuencia j.HL,j = intensidad de campo magnético límite en la frecuencia j segúnTablas 03 y 04.a = 610 V/m, para el caso de exposición ocupacional y 87 V/m, para elcaso de exposición del público en general.b = 24,4 A/m (30,7 T), para el caso de exposición ocupacional y 5 A/m(6,25 T), para el caso de exposición del público en general.

1bH

HH z10

zj

jzK65

zj j,L

jMH

65KH

H

1H

Frecuencias superiores a los 100 kHzQue es donde se producen los efectos térmicos:

Donde:Ei = intensidad de campo eléctrico en la frecuencia i.EL,i = intensidad de campo eléctrico límite de la frecuencia i según Tablas 03 y 04.Hj = intensidad de campo magnético en la frecuencia j.HL,j = intensidad de campo magnético límite de la frecuencia j según Tablas 03 y 04.c = 610/f Vm-1 (f en MHz), para el caso de exposición ocupacional y 87/f 0,5 Vm-1, para el casode exposición del público en general.d = 1,6/f Am-1 (f en MHz), para el caso de exposición ocupacional y 0,73/f Am-1, para el caso deexposición del público en general.

1EE

cE z300

zi

2

i,L

iz1

zi

2i

GH

MH1

MH

KH100

1HH

dH z300

zj

2

j,L

jz1

zj

2j

GH

MH1

MH

KH100

(Ec. 5)

(Ec. 6)

En función de la Corriente de Contacto (I)Este factor se considera entre las frecuencias de 10- 110 MHz,para la corriente de contacto y para la corriente en lasextremidades, respectivamente, se debe aplicar lo siguiente:

Donde:Ij = corriente de contacto a la frecuencia j.IL,j = corriente de contacto límite a la frecuencia j según la Tabla 05.Ii = corriente en las extremidades a la frecuencia i.IL,i = corriente en las extremidades límite a la frecuencia i según la Tabla 06.

1

2MH

MH10

MH110

H1

z110

zi i,L

iz

zj j,L

j

II

1II

(Ec. 7)

Table 07 Restriciones básicas para exposción del público en general de losprincipales sistemas de telecomunicaciones

ServiciosRango de

Frecuencia(MHz)

SAR promediocuerpo entero

(Wkg -1)

SAR localizado(cabeza y tronco )

(Wkg -1)

SAR localizado(extremidades)

(Wkg -1)

Radio FM 88- 108 MHz 0.08 NA NA

VHF TV 54- 88 MHz174- 216 MHz 0.08 NA NA

UHF TV 407- 806 MHz 0.08 NA NATroncalizado 800

MHz806-869 MHz 0.08 2 4

Telefonía móvil800 MHz

824-894MHz 0.08 2 4

Telefonía móvil900 MHz

890-960 MHz0.08 2 4

PCS 1800 1710- 1880 MHz 0.08 2 4

PCS 1900 1850- 1900 MHz 0.08 2 4

NA: No aplicable

Table 08 Niveles de referencia para exposición del público en general de losprincipales sistemas de telecomunicaciones

ServiciosRango defrecuencia

(MHz)

Intensidadde campo E

(Vm-1)

Intensidad decampo H

(Am-1)

Densidadde flujo B

( T)

Densidad depotencia deonda planaequivalenteSeq (Wm-2)

Radio FM 88- 108 MHz 28.0 0.073 0.092 2.0

VHF TV 54- 88 MHz174- 216 MHz 28.0 0.073 0.092 2.0

UHF TV 407- 806 MHz 29.8 0.08 0.099 2.0

Troncalizado800 MHz 806-869 MHz 40.0 0.10 0.13 4.3

Telefonía móvil800 MHz 824-894MHz 40.6 0.11 0.14 4.4

Telefoníamóvil 900 MHz

890-960 MHz 41.0 0.110.14

4.5

PCS 1800 1710- 1880MHz 56.9 0.15 0.19 8.6

PCS 1900 1850- 1900MHz 60.5 0.16 0.20 9.7

TALLER SOBRETALLER SOBRERECOMENDACIONES ICNIRPRECOMENDACIONES ICNIRP

1. Para el servicio de radiodifusión sonora en Onda Media:

a) Calcular las restricciones básicas para Exposición Poblacionalde acuerdo a ICNIRP para Radio Victoria de Lima a 780 kHz.

- Intensidad de Campo Eléctrico (V/m)

V/m78E

- Intensidad de Campo Magnético (A/m)

A/m0.94780.073.073.0 HH

fH

- Densidad de Flujo Magnético ( T)

T1.18780.092.092.0 BB

fB

Frecuencia Intensidad de CampoEléctrico

(Vm-1)

Intensidad deCampo Magnético

(Am-1)Densidad de Flujo

Magnético( T)

780 kHz 87 0.94 1.18

b) Calcular las restricciones básicas para Exposición Ocupacional deacuerdo a ICNIRP para Radio Victoria Lima a 780 kHz.

- Intensidad de Campo Eléctrico (V/m)

V/m106E

- Intensidad de Campo Magnético (A/m)

A/m2.05780.06.16.1 HH

fH

- Densidad de Flujo Magnético ( T)

T2.56780.022 BB

fB

Frecuencia Intensidad de CampoEléctrico

(Vm-1)

Intensidad de CampoMagnético

(Am-1)

Densidad de FlujoMagnético

( T)

780 kHz 610 2.05 2.56

c) Si se mide a una distancia de 100 m, los valores a continuación, hallarlos cocientes de exposición

6,71%0.067105.2

1377.0explím

máx

HHosicióndecociente

mAHmVEmAHmVE máxmáxrmsrms /1377.0,/52.9,/08.0,/52.7

%1,560,0156610

52.9explím

máx

EEosicióndecociente

%10519,1101.519610

52.7exp 2-4-22

lím

rms

EEosicióndecociente

%0.1520.0015205.208.0exp

22

lím

rms

HHosicióndecociente

Efectos de Corrientes Inducidas Efecto Térmicocociente deexposición para E

1,56 % 1,52 x10-2 %

cociente deexposición para H

6,71 % 0,152 %

2. Se ha realizado mediciones en las inmediaciones de una estacióntransmisora de radio FM cuya frecuencia es 100.1 MHz, habiendoseencontrado un nivel de 10 V/ma) Cual es la restricción básica para exposición del publico en generalpara 100.1 MHzb) Cual es límite máximo permisible para el publico en general para100.1 MHzc) Cual es cociente de exposiciónSOLUCIÓNa) Siguiendo las recomendaciones ICNIRP para exposición el públicoen general se tiene

Tipo deexposición

Rango deFrecuencias

Densidad deCorriente

para cabezay tronco (mAm-2) (rms)

SARpromedio en

todo elcuerpo(W/kg)

SAR localcabeza y

tronco(W/kg)

SAR localextremidades (W/kg)

Publico engeneral

10 MHz - 10GHz -- 0,08 2 4

b) Siguiendo las recomendaciones ICNIRP para exposición del público engeneral se tiene para 100.1 MHz

Rango deFrecuencia

s (MHz)

Intensidadde CampoEléctrico

(V/m)

Intensidad deCampo

Magnético(A/m)

Densidad deFlujo

MagnéticoT)

Densidad dePotencia(W/m2)

10 – 400MHz 28 0.073 0.092 2

Luego el límite en términos de campo eléctrico será 28 V/m

c) El cociente de exposición seráCociente de exposición (%) = 12.755

3. Se ha realizado mediciones en las inmediaciones en un parque derecreación habiéndose encontrado en un punto los siguientesvalores:

Frecuencia (MHz) E (V/m)88.9 1095.1 15

100.1 20102.8 25105.1 12

a) Cual es límite máximo permisible para el publico en general paradichas frecuenciasb) Cual es cociente de exposición

SOLUCIÓNa) Siguiendo las recomendaciones ICNIRP para exposición ICNIRPdel público en general se tiene para todas las frecuencias

Rango deFrecuencias

(MHz)

Intensidadde CampoEléctrico

(V/m)

Intensidad deCampo

Magnético(A/m)

Densidad deFlujo

Magnético(mT)

Densidad dePotencia(W/m-2)

10 – 400 MHz 28 0.073 0.092 2

Luego el límite en términos de campo eléctrico será 28 V/m

b) El cuociente de exposición seráCuociente de exposición (%) = ((10/28)2)x100 + ((15/28)2)x100+((20/28)2)x100+ ((25/28)2)x100 + ((12/28)2)x100

Cuociente de exposición (%) = 12.755 + 28.699 + 51.020 + 79.719+18.367

Cuociente de exposición (%) =190.561

4. Se ha realizado mediciones en un punto en las inmediaciones de un sitiode telecomunicaciones habiéndose encontrado los siguientes valores:

Services Frequency range(MHz)

Equivalent plane wavepower density Seq (Wm2)

FM broadcast 88- 108 MHz 0.5VHF TV 54- 88 MHz 0.1UHF TV 407- 806 MHz 0.2

Trunking 800 MHz 806-869 MHz 0.043Mobile Telephony 800

MHz 824-894MHz 0.088

Mobile Telephony 900MHz 890-960 MHz .0.09

PCS 1800 1710- 1880 MHz 0.086PCS 1900 1850- 1900 MHz 0.097

a) Cual es límite máximo permisible para el publico en general paradichas frecuenciasb) Cual es cuociente de exposición

SOLUCIÓNb) Siguiendo las recomendaciones ICNIRP para exposición delpúblico en general se tienen los límites para todas las frecuencias

Services Frequency range (MHz)Equivalent plane wave

power density Seq(Wm-2)

FM broadcast 88- 108 MHz 2VHF TV 54- 88 MHz 2UHF TV 407- 806 MHz 2

Trunking 800 MHz 806-869 MHz 4.3Mobile Telephony 800

MHz 824-894MHz 4.4

Mobile Telephony 900MHz 890-960 MHz 4.5

PCS 1800 1710- 1880 MHz 8.6PCS 1900 1850- 1900 MHz 9.7

c) El cociente de exposición seráCociente de exposición (%) = 0.5/2x100 + 0.1/2x100 + 0.2/2x100 +0.043/4.3x100 + 0.088/4.4x100 + 0.09/4.5x100 + 0.086/8.6x100Cociente de exposición (%) = 25 + 5 + 10 + 1+ 2 + 2 + 1Cociente de exposición (%) = 46