αααα θθθθ

ωωωω

λλλλ

γγγγ

Grupo de Investigación deMicroondas yRadiocomunicacionesCartagena, Octubre 1999.

Universidad Politécnica de Cartagena

εεεε

EExxppoossiicciióónn HHuummaannaa AA

CCaammppoossEElleeccttrroommaaggnnééttiiccooss

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

2

n la actualidad, diferentes tiposde aplicaciones y productos

industriales hacen uso de la energíaelectromagnética. Una forma de estaenergía, cuya importancia es cada vezmás significativa en todo el mundo, laconstituye la energía de radiofrecuencia(RF), dentro de la que se incluyen lasondas de radio y las microondas, hoy endía ampliamente utilizadas entelecomunicaciones, radiodifusión yotros servicios.

Las emisiones de RF pueden serestudiadas en términos de energía,radiación o campo. La radiación sedefine como la propagación de la energíaa través del espacio en forma de ondas opartículas. Esta radiaciónelectromagnética puede entenderse comoel conjunto de ondas eléctricas ymagnéticas que conjuntamente sedesplazan por el espacio generadas por elmovimiento de cargas eléctricas quepuede tener lugar en un objeto metálicoconductor, como una antena. Porejemplo, el movimiento alterno de lascargas en una antena utilizada en unaestación radiodifusora de radio otelevisión o en una estación base de

telefonía móvil celular genera ondaselectromagnéticas radiadas por elespacio (“aire libre”) y que pueden serinterceptadas por una antena receptora,como una antena de TV situada en laazotea de un edificio para el caso deseñales de televisión, o por una antenaintegrada en un terminal móvil telefónicocomo un teléfono móvil para el caso deestaciones base celulares. El términocampo electromagnético se utiliza paraindicar la presencia de energíaelectromagnética en un punto dado.

De la misma forma que cualquierfenómeno de naturaleza ondulatoria, laenergía electromagnética puede sercaracterizada por una frecuencia (f) yuna longitud de onda (λ). La longitud deonda es la distancia cubierta por un ciclocompleto de onda electromagnética. Lafrecuencia es el número de cicloscompletos de esta onda que pasan por unpunto concreto durante un segundo(figura 1).

Las ondas electromagnéticas sepropagan a través del espacio a lavelocidad de la luz y su frecuencia ylongitud de onda están inversamente

EE

Antonio Martínez González, Alejandro Díaz Morcillo y David Sánchez HernándezGrupo de Ingeniería de Microondas y Radiocomunicaciones

Universidad Politécnica de Cartagena

EExxppoossiicciióónnHHuummaannaa AACCaammppoossEElleeccttrroommaaggnnééttiiccooss

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

3

relacionadas mediante una sencillaecuación matemática: frecuencia (f) porlongitud de onda (λ) igual a velocidadde la luz (c):

Puesto que la velocidad de la luzpermanece constante en cualquier mediode propagación, las ondaselectromagnéticas de alta frecuenciaestán asociadas con longitudes de ondapequeñas y, de la misma forma, lasondas de baja frecuencia tienen mayoreslongitudes de onda.

El esquema que se presenta abajomuestra las diferentes formas de energíaelectromagnética, desde energía defrecuencia extremadamente baja (ELF)con longitudes de onda muy largas hasta

los rayos-X y rayos gamma defrecuencias elevadas. Entre estos dosextremos se encuentran las ondas deradio, microondas, radiación infrarroja,luz visible y la radiación ultravioleta eneste orden. La parte de RF del espectroelectromagnético se define como aquellaen que las ondas tienen una frecuenciaentre 3 kHz (kiloHerzios) y 300 GHz(GigaHerzios). Un kiloHerzio es igual amil Herzios, siendo un Herzio unafrecuencia de un ciclo por cada segundo,mientras que un GigaHerzios son milmillones de Herzios. Por ejemplo,cuando uno sintoniza su receptor deradio de FM a una emisora en el 94.2,esta radio está recibiendo señalesprocedentes de una estaciónradiodifusora que emite ondas de radio auna frecuencia de 94,2 millones de ciclospor segundo o lo que es lo mismo 94.2MHz (MegaHerzios).

El uso de energía de RF se concentra

λ

Campo Eléctrico

Campo Magnético

Dirección depropagación

Figura 2. Espectro electromagnético

fc=λ

TV

Red

elé

ctric

a

102 103 104 105 106 108 1011 1015 1017 1020

Rad

iona

vega

ción

Ayu

da n

aveg

ació

n

Rad

iodi

fusi

ón A

M

Serv

icio

Fijo

Telé

fono

s cel

ular

es

Rad

ar

Mic

roon

das

Infr

arro

jo

Luz

visi

ble

Ultr

avio

leta

Ray

os X

Ray

os G

amm

a

Radiación Ionizante

Frecuencia

Figura 1. Onda electromagnética

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

4

fundamentalmente en servicios detelecomunicaciones dirigidos a losciudadanos, industria y gobiernos.radiodifusión de radio y televisión,telefonía móvil celular, sistemas decomunicaciones personales (PCS),teléfonos inalámbricos, sistemas decomunicación vía radio para policía yservicios de urgencia como bomberos,radioaficionados, sistemas decomunicación punto a punto mediantemicroondas, radioenlaces y sistemas decomunicaciones vía satélite…constituyen algunos de los ejemplos delas muchas aplicaciones de la energía deRF en materia de telecomunicaciones.

Los hornos microondas, a los que tanacostumbrados estamos en nuestroentorno domestico cotidiano, constituyeun ejemplo de aplicación de la energíade RF al margen de las comunicaciones.La radiación de RF, especialmente a lasfrecuencias de microondas es capaz detransferir energía a las moléculas deagua. A niveles de potencia elevados estatransferencia de energía puede generarcalor en materiales ricos en agua comoocurre en muchos alimentos. En ello sebasa el principio de operación de estoshornos. Otras aplicaciones importantesde las microondas en entornosindustriales son el calentamiento ysellado, utilizado por ejemplo en elmoldeado de materiales plásticos o elsellado de calzado o libros de bolsillo.

Por último, es importante conocer quelas microondas tienen actualmentenumerosas aplicaciones médicas quemejoran la vida cada día a miles de

personas en todo el mundo. Se aplicanprocedimientos basados en radiacionesde microondas por ejemplo encardiología, urología o cirugía.

El uso terapéutico de las microondasha aumentado rápidamente en losúltimos años. Existen tratamientos parael cáncer en algunos centrosoncológicos, tratamientos para arritmiassupraventriculares y más recientementetambién para taquicardia ventricular. Serealizan termografías mediantemicroondas y existen sistemas para elcontrol y tratamiento de reuma y artrosis,y sistemas para diagnosis y control deenfermedades pulmonares.

Recientemente se ha publicado unestudio que propone un novedosométodo para el tratamiento de la cariesdental mediante la aplicación de energíade microondas sobre el área dañada,esterilizando la caries mediante sucalentamiento y calcificando incluso estazona para conseguir la regeneración deldiente [1].

Puede decirse que el campo de lasaplicaciones médicas de las microondases relativamente moderno y prometedor.Muchas de ellas permanecen casiinexploradas, y la existencia de otrasmuchas puede surgir del estudiodetenido de sus efectos biológicos, juntocon un conocimiento técnico delcomportamiento de las radiacioneselectromagnéticas. Los esfuerzos paramejorar la tecnología de estasaplicaciones médicas continúan.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

5

Radiación IonizanteRadiación no-Ionizante

a ionización es un procesomediante el cual pueden

crearse iones en el interior de célulasvivas. Este proceso puede produciralteraciones moleculares capaces deprovocar algún daño en los tejidosbiológicos, incluyendo efectos sobre elADN. Este fenómeno requiere unainteracción con fotones con elevadosniveles de energía asociados como los delos rayos gamma o los rayos X,comúnmente utilizados en lasradiografías clínicas para el diagnósticode enfermedades. La simple absorción deun fotón de rayos X o gamma puedecausar la ionización y, en consecuencia,el daño biológico debido a la elevadacantidad de energía del fotón, que podríaestar por encima de 10 eV (electrón-Voltio) considerado este valor como lamínima cantidad de energía capaz deproducir la ionización. Por tanto losrayos X y rayos gamma se consideranradiaciones de tipo ionizante. Laradiación ionizante está asimismorelacionada con la generación de energíanuclear.

La energía contenida en los fotonesde las ondas electromagnéticas de RF noes lo suficientemente elevada para causarla ionización de átomos y moléculas porlo que la radiación de energía de RF estáconsiderada como radiación no-

ionizante[2], como ocurre con la luzvisible, la radiación infrarroja y otrasformas de radiación con frecuenciasrelativamente bajas. La energía presenteen un fotón de rayos X es mil millonesde veces superior a la energía presente enun fotón de radiación de microondas a 1GHz.

Es importante que los términosionizante, no-ionizante no seanconfundidos cuando se discuten losefectos biológicos de la radiaciónelectromagnética sobre la salud humana,dado que los mecanismos de interacciónson completamente diferentes.

Actualmente sólo los efectosproducidos por el calentamiento de lostejidos constituyen la base científica queestablece los límites de exposición pararadiaciones electromagnéticas deradiofrecuencia. Lo que se conoce comoefectos térmicos.

LL

Radiación Ionizante

Radiación no-Ionizante

Rayos-XRayos gamma

RadioTV

MóvilesLuz

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

6

EEffeeccttooss BBiioollóóggiiccoossOOrrggaanniissmmooss ddee NNoorrmmaalliizzaacciióónn

e sabe que la exposicióncontinua y prolongada a niveles

de potencia muy elevados de radiaciónde RF puede resultar dañina debido a lacapacidad de la energía de RF decalentar rápidamente los tejidosbiológicos. Este es, como se ha visto, elprincipio de funcionamiento de loshornos microondas, en los cuales laexposición a densidades de potenciaelevadas en torno a 100 mW/cm2

(milivatios por cada centímetrocuadrado) o más tiene comoconsecuencia el calentamiento de lostejidos. El daño en seres vivos puedetener lugar cuando el mecanismo determorregulación es incapaz de disipar elexceso de calor que pueda haber sidogenerado, dicho de otra forma, cuandolos mecanismos de refrigeración deltejido no son suficientes para evitar quese produzca el calentamiento. Bajociertas condiciones de exposición aenergía de RF con una densidad depotencia de entre 1-10 mW/cm2 elcalentamiento del tejido puede comenzara ser medible, lo que no implica quecause daño.

Además de la intensidad, ladistribución de los campos eléctricos ymagnéticos, que produce elcalentamiento en el interior del tejido,depende de la configuración de la fuente,de la geometría del tejido, de laspropiedades dielectricas del mismo y de

la frecuencia de la onda electromagnéticade RF, parámetro importante paradeterminar qué cantidad de energíapuede resultar absorbida por el cuerpohumano. La magnitud comúnmenteutilizada para determinar esta absorciónse conoce como Tasa de absorciónespecífica, (TAE) y se expresa en W/kg(vatios por kilogramo) o mW/g(milivatios por gramo).

Organismos competentes

En Estados Unidos la ComisiónFederal de Comunicaciones (FCC,Federal Communications Commission)es el organismo responsable de regular elsector de las telecomunicaciones exceptopara el Gobierno Federal, que dicta suspropias normas. La AdministraciónNacional para la Información yTelecomunicaciones (NTIA, NationalTelecommunications and InformationAdministration) del departamento decomercio de Estados Unidos, regula eluso del espectro de radiofrecuencias.

Estos dos organismosgubernamentales distribuyen la banda defrecuencias del espectro RF para usosciviles y militares, incluyendo: serviciosde radiodifusión, telecomunicacionesmóviles, sistemas de comunicaciones víasatélite, radares civiles y militares, yotros. Los sistemas detelecomunicaciones móviles, que son

SS

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

7

regulados por el FCC, incluyen: telefoníamóvil celular, PCS, o sistemas de radiomóviles como los utilizados por lapolicía.

Varias agencias gubernamentales enEstados Unidos se han comprometido ala investigación del problema de laseguridad de los sistemas decomunicaciones móviles con el propósitode determinar si realmente existe riesgopara la salud. Además de la FCC y de laNTIA, la Administración de Medicina yAlimentación (FDA, Food and DrugAdministration), la Agencia deProtección del Medio Ambiente (EPA,Environmental Protection Agency), elInstituto Nacional para la Salud ySeguridad en el Trabajo (NIOSH,National Institute for OccupationalSafety and Health) y la Administraciónpara la Salud y Seguridad en el trabajo(OSHA, Occupational Safety and HealthAdministration) del Departamento deTrabajo, han puesto en marcha distintosprogramas para dar respuesta a estasinquietudes.

En Europa, son tres lasorganizaciones de estandarizaciónreconocidas: El Comité Europeo deNormalización (CEN), el Instituto deNormalización Europeo deTelecomunicaciones (ETSI), y el ComitéElectrotécnico CENELEC (ComitéEuropeo de NormalizaciónELECtrotécnica), que es el que tienecompetencia en el área de equiposelectrotécnicos.

La Comisión Europea, el brazoejecutivo de la Unión Europea, puede

proponer Directivas para armonizar lasdiferentes legislaciones nacionales, paraser adoptadas por el Consejo deMinistros y el Parlamento Europeo deacuerdo con el artículo 100a del Tratadode Roma tras su revisión en 1985 y quesupone la base legal para la regulaciónde los niveles de seguridad para equiposmóviles en la Unión Europea. Esimportante remarcar que los EstadosMiembros no pueden exigir niveles deseguridad más estrictos que los fijadospor las autoridades europeas, dado que seviolaría el artículo 30.

Por otro lado, y aunque lacompetencia para la protección bajoentornos ocupacionales corresponda alos Estados Miembros, la Unión Europease reserva el derecho de proponerDirectivas que establezcan los nivelesmínimos de protección para que seanadoptadas por el Consejo de Ministros yel Parlamento Europeo, de acuerdo conel artículo 118a. A diferencia de losaspectos referentes al artículo 100a, losEstados Miembros tienen el derecho deadoptar niveles de seguridad másestrictos que los estipulados en talesDirectivas.

La Comisión Europea, ha nombradoun Grupo Experto con objeto de realizarrecomendaciones para un programa deinvestigación científica, cuyos resultadospuedan contribuir a realizar unavaloración del riesgo existente para lasalud humana como consecuencia deluso de equipos de comunicacionesmóviles.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

8

Hay que ser conscientes de que no seobtendrán a corto plazo respuestasdefinitivas relacionadas con el uso deequipos de comunicaciones móviles.Una valoración rigurosa del riesgo queentrañan para la salud humana el uso deestos dispositivos debe llevarse a caboconsiderando el máximo número posiblede estudios publicados. Siempreteniendo en cuenta que ningún estudio,ni serie de ellos produciendo resultadosnegativos acerca de un efecto enconcreto pueden demostrar su nopresencia. Sin embargo, aumentan laconfianza acerca de la ausencia de talefecto sobre la salud humana.

Básicamente la Comisión Europeacon el nombramiento de este GrupoExperto pretende:

− Aportar información acerca de latecnología empleada por losradioteléfonos especialmente enaquellos aspectos relacionados conlos posibles efectos sobre la saludpública.

− Aportar información acerca de laexposición de las personas a loscampos EM procedentes de teléfonosmóviles.

− Identificar aquellas áreas másimportantes que han de ser objeto deinvestigación para valorar el riesgode efectos adversos sobre la saludhumana.

− Resumir y publicar los estudiosllevados a cabo.

Sobre todo, los estudios científicosdesarrollados aportan datostoxicológicos, epidemiológicos, etc, en

todo caso relacionados con la valoraciónde posibles riesgos para la salud. Estosestudios aportan información útil, sibien, ninguno de ellos aporta evidenciasconvincentes de que la telefonía móvilsuponga un riesgo para la salud a largoplazo. Sin embargo, en vistas del interéssobre los posibles efectos biológicosproducidos por la radiación demicroondas es importante valorar elgrado de conocimiento disponible acercade los efectos biológicos inducidos por laexposición a radiación de estanaturaleza.

Hoy en día el Grupo Expertoconsidera que no existe ningunaevidencia convincente de que laradiación de microondas seadirectamente cancerígena, bajocondiciones térmicas o no-térmicas.

En Japón existen varios organismosgubernamentales que se ocupan delaspecto de la seguridad frente aexposiciones a los campos de naturalezaelectromagnética. La responsabilidad deluso de ondas EM por debajo de 3 THz latiene el Ministerio de Correos yTelecomunicaciones bajo la Ley deRadio. Este ministerio fijó las directricesde protección en 1990. Los aparatoseléctricos quedan regulados bajo la Leyde Control de los Materiales y AparatosEléctricos elaborada por el Ministerio deComercio Internacional e Industria,concretamente, por la Agencia deRecursos Naturales y Energía. Desde1988 es el TTC quien se ocupa deestablecer los criterios de exposición aradiaciones EM.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

9

Límites de exposición

La normativa para la exposición a laradiación electromagnética de tipo no-ionizante ha sido desarrollada pordiferentes organizaciones de diversospaíses desde hace algunas décadas. Lasdistintas normas de seguridad endiferentes partes del mundo no hanrecomendado los mismos límites deexposición. Por ejemplo, los límites deexposición fijados en Rusia y en algunospaíses de la Europa del Este han sidogeneralmente más restrictivos que lasnormas propuestas en Norteamérica uotras partes de Europa. Esta discrepanciase debe, en parte, a la posibilidad de queestas normas más restrictivas se basen enniveles de exposición por debajo de loscuales se cree que ningún efectobiológico de ningún tipo pueda tenerlugar. En otra línea, la postura adoptadapor muchos otros cuerpos denormalización basa los límites en nivelesde exposición por encima de los cualesexisten riesgos reconocidos, e incorporanlos márgenes apropiados de seguridadpara garantizar una protección adecuada.

Para radiación de tipo no-ionizante, larelación entre la exposición y ladistribución de la TAE depende dealgunos parámetros como la frecuencia ola polarización del campo y de loscuerpos biológicos sometidos a laradiación. El cuerpo humano tiene unasuperficie irregular y una geometríainterna compleja, a la vez que estáconstituido por distintos tejidos lo quehace que sus propiedades dieléctricasvaríen de unos puntos del cuerpo a otros.

Además, la mera presencia del cuerpoaltera significativamente la distribuciónde campo. Es más, en el caso deexposiciones a campo próximo, elacoplamiento entre el cuerpo y la fuentepuede alterar incluso las prestaciones deesta última. Consecuentemente, loslímites de exposición adquieren sentidocuando son evaluados en base a lasituación más desfavorable, es decir, elpeor de los casos.

El problema de determinar unprocedimiento que permita evaluar, bajounas condiciones uniformes, ladistribución de la TAE está todavía endiscusión. Lo que parece claro, es quelos valores de la TAE deben ser en todocaso promediados tanto espacial comotemporalmente. El promediado espacialse realiza sobre masas de tejido de 1 g yde 10 g con forma cúbica, segúnrecomendaciones de distintosorganismos de normalización [3]. Elpromediado temporal debe aplicarse paramantener la relación entre la potenciaabsorbida y el calor inducido. Paracomprender mejor este conceptoveámoslo con un ejemplo. Losorganismos establecen tiempos depromediado de 6 y 30 minutos. Lo quesignifica que los valores de la SARmedidos deberán promediarse sobreperíodos continuos de tiempo de 6 y/o30 minutos. Si se permite una densidadde potencia máxima de 1 mW/cm2 sobreun período de promediado temporal de 6minutos, podrían aceptarse valoressuperiores a ése si el tiempo deexposición se reduce por debajo de 6minutos. Otra forma de expresar esto es:

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

10

Si la duración de la exposición es deúnicamente 3 minutos, estará permitidauna densidad de potencia máxima de 2mW/cm2. La figura 3 ilustra el conceptodel promediado temporal. En la figura3.a el valor promediado temporalmentees de 6 mW min/cm2 en ambosperíodos 1 y 2. Una vez se alcanza estevalor, no se permite la exposición conobjeto de no exceder el valor anterior. Enrealidad la exposición a señales de RFvaría continuamente con el tiempodebido a las características de la fuente oal movimiento del individuo sometido ala radiación. Esta situación se representaen la figura 3.b, en la cual el área barridapor la gráfica no debe exceder el valor de6 mW min/cm2 en ningún períodocontinuo de 6 minutos de duración. Laaplicación del promediado temporalintroduce serias complicaciones a la horade determinar la conformidad de losdispositivos en función de cada situaciónde exposición particular.

En la tabla 1 se muestran los límitespropuestos para la SAR por tresorganismos diferentes deestandarización, el europeo, el americanoy el japonés. En esta tabla se dan límitespara dos grupos diferentes de población.Por un lado el grupo 1 que incluye laexposición a campos de radiofrecuenciaen entornos controlados. Este apartadode la norma hace referencia atrabajadores que se encuentransometidos a unos niveles de exposiciónconocidos y controlados en su entornohabitual de trabajo. Por otro lado está elgrupo 2, el que hace referencia al públicoen general en entornos incontrolados ypor lo tanto más restrictivo.

W (mW/ cm2) t (min) 6 mW min/cm2

6

5

4

3

2

Den

sida

d de

pot

enci

a (m

W/c

m2 )

0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6Tiempo en minutos

Período 1 Período 2

Figura 3. Aplicación del promediado temporal a intervalos de 6 minutos.

0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6Tiempo en minutos

6

5

4

3

2

Den

sida

d de

pot

enci

a (m

W/c

m2 ) Período 1 Período 2

(a) (b)

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

11

EExxppoossiicciióónn hhuummaannaa aa ssiisstteemmaassddee tteelleeffoonnííaa mmóóvviill

ANSIC95.1-1992 prENV50166-2 TTC/MPTEE.UU. Unión Europea Japón

Grupo 1 Entorno controlado Trabajadores Condición PSAR promediada sobre

todo el cuerpo 0.4 W/kg 0.4 W/kg 0.4 W/kg

SAR, valor de pico 8 W/kg 10 W/kg 8 W/kgPromediado temporal 6 minutos 6 minutos 6 minutosPromediado espacial (volumen cúbico) 1 g 10 g 1 g

Grupo 2 Entorno incontrolado Público en general Condición GSAR promediada sobre

todo el cuerpo 0.08 W/kg 0.08 W/kg 0.4 W/kg

SAR, valor de pico 1.6 W/kg 2 W/kg 8 W/kgPromediado temporal 30 minutos 6 minutos 6 minutosPromediado espacial

(volumen cúbico) 1 g 10 g 1 g

l uso de los teléfonos móvilesse ha convertido en los últimos

años en algo completamente normal encualquier entorno cotidiano. Sólo enEspaña se ha alcanzado la cifra de 14millones de usuarios de terminalesmóviles en los últimos meses. Cada vezque nuestro teléfono móvil se activa,intenta establecer contacto con unaestación base, generalmente la máspróxima, que a su vez contactará conotra estación base y así sucesivamentehasta que la llamada se dirija a un canallibre y se complete el establecimiento dela comunicación.

Todo sistema de telefonía móvilcuenta con una red de estaciones base(EB) en la que se encuentran equipos de

transmisión, recepción y control. Lasantenas base de estos sistemashabitualmente están ubicadas a unaaltura de entre 15 y 60 m en torres decomunicaciones, zonas elevadas, o sobrelas azoteas de edificios en área urbana

EE

Tabla 1. Límites de exposición para EEUU, Unión Europea y Japón.

En áreas urbanas esfrecuente situar

estaciones base desistemas de telefonía

móvil sobre las azoteasde los edificios.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

12

estratégicamente seleccionados por lospropios operadores del servicio(compañías telefónicas). En áreassuburbanas es más habitual utilizarantenas sectoriales en estaciones base.Estas antenas son paneles rectangularesde entre 30 y 120 cm de longitud. ynormalmente se encuentran distribuidasen grupos de tres. En cada grupo unaantena se utiliza para transmitir señales aunidades móviles mientras que las otrasdos antenas de cada grupo se utilizanpara recibir señales desde los teléfonosmóviles.

Los sistemas de telefonía móvilcelular que se basan en el estándar GSMutilizan frecuencias entre 800 y 900MHz. Los nuevos sistemas decomunicaciones personales (DCS/PCS)usan frecuencias entre 1800-1900 MHz.

Con respecto a los niveles de potenciaemitidos por estas estaciones base, porejemplo, la FCC en EEUU, que sigue lasrecomendaciones del Instituto NacionalAmericano de Normalización (ANSI),permite una Potencia Radiada Efectiva(ERP) de hasta 500 W por canal (enfunción de la altura de la torre), sinembargo la mayoría de estaciones basecelulares en áreas urbanas y suburbanasoperan con una ERP de tan solo unos100 W por canal o incluso inferior. Estacantidad de 100 W por canal secorresponde con una potencia radiada deentre 5 y 10 W dependiendo del tipo deantena utilizada (La ERP no esequivalente a la potencia radiada sinoque tiene en cuenta la potenciatransmitida y la dirección en que más

energía radia la antena). Dado que porotra parte la capacidad de estos sistemasse incrementa dividiendo celdas, o lo quees lo mismo, añadiendo mayor cantidadde estaciones base, los valores de ERPutilizados tienden en estos casos a sermenores. En áreas urbanas puede llegar autilizarse una ERP de 10 W por canal (loque corresponde con una potenciaradiada de entre 0.5-1 W). Paraestaciones base DCS/PCS se utilizanincluso ERP mucho menores, lo querepresenta un mayor nivel de seguridadpara la población.

En Europa, el estándar desarrolladopara telefonía móvil es el GSM900 queactualmente coexiste con el nuevosistema DCS1800. Estos sistemasdefinen diferentes clases de potencia, demodo que cada una de ellas establece lapotencia máxima que la estación basepuede transmitir. Estas clases depotencia nos son las mismas para elestándar GSM900 y DCS1800 como semuestra en la tabla 2 [4].

Clase GSM900 DCS18001 20 W 1 W2 8 W 0,25 W3 5 W ---4 2 W ---5 0,8 W ---

Supongamos, a pesar de todo, que unaestación base cuenta con una potenciaradiada efectiva de 500 W por canal, lamáxima permitida. Esto secorrespondería con una potencia radiadade unos 50 W. Estos valores de potencia

Tabla 2. Clases de potencia para estaciones base

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

13

se encuentran, en todo caso, muy pordebajo de los niveles de potenciautilizados en otros sistemas decomunicaciones de RF. Los sistemas deradiodifusión AM/FM emiten conpotencias que pueden alcanzar valores de50.000/100.000 vatios. Mientras que unrepetidor de TV UHF puede radiar unapotencia de hasta 500.000 vatios. Dichode otra forma, las antenas de radio y TVson entre 1.000 y 10.000 veces máspotentes que las antenas utilizadas en lasestaciones base de telefonía móvil. Por lotanto la contribución al ambienteelectromagnético de los sistemas decomunicaciones móviles puedeconsiderarse despreciable.

Además, la señal procedente de laantena de una estación celular estádirigida por norma general hacia elhorizonte. Como ocurre con todas lasformas de energía electromagnética ladensidad de potencia procedente de unaestación celular disminuye rápidamente amedida que uno se aleja de la antena.Consecuentemente el nivel de exposicióna ras de suelo, en la base del mástil quesoporta a la antena, es mucho menor quela exposición a que estaríamos sometidossi estuviésemos situados mucho máspróximos a ella frente al haz principal deradiación.

Algunas medidas realizadas en lasproximidades de instalaciones celularesy estaciones base PCS, especialmenteaquellas con antenas montadas sobretorres, han mostrado que la densidad depotencia a ras de suelo está muy pordebajo de los límites recomendados por

la normativa de seguridad [2]. Porejemplo, para una estación basetransmitiendo a una frecuencia de 869MHz la FCC recomienda un nivel deexposición máximo permisible de 580µW/cm2 (microvatios por centímetrocuadrado). Este límite está muy porencima de los niveles de potenciaencontrados en la base de las torres quesoportan estas antenas. Los datosobtenidos de varias fuentes indican queel peor caso de nivel de potencia medidoa ras de suelo en las proximidades de unatorre celular es del orden de 1 µW/cm2.Estos cálculos se corresponden con elpeor caso, todos los transmisoresfuncionando de manera simultánea ycontinuamente a la máxima potenciapermitida, y muestran que para que unapersona estuviese expuesta a nivelespróximos a los máximos permitidos porla FCC ésta debería encontrarse dentrodel haz principal de radiación de laantena, a la misma altura que ella y a unadistancia de alrededor de un metro de lamisma lo que, teniendo en cuenta laaltura a la que se sitúan estas antenas, esalgo extremadamente improbable. Paraestaciones base DCS/PCS es válido elmismo tipo de análisis con la salvedadde que para las frecuencias de 1800-1900MHz los límites de exposición generalesson 1000 µW/cm2. Por lo que en estoslos ciudadanos tenemos un margen deseguridad mayor entre los niveles deexposición actuales y los límites deseguridad reconocidos por losorganismos competentes.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

14

CCoonncclluussiioonneess

En los casos en que estas antenas seubican en la azotea de los edificios esposible que en el ambiente existan otrasseñales, distintas a las decomunicaciones móviles, cuyos nivelessuperen el valor de 1 µW/cm2. Sinembargo solo es posible encontrarniveles de exposición próximos a loslímites de seguridad en zonas muypróximas a la antena y directamenteenfrente de ella. Para el caso de antenassectoriales los niveles de potencia aambos lados y en la parte posterior de laantena son insignificantes.

Además, la atenuación sufrida por laseñal al atravesar los materiales deconstrucción que forman las paredes ytechos de los edificios minimizancualquier posibilidad de que las personasque viven o trabajen en el interior deellos puedan estar expuestos a niveles deradiación de RF próximos a los límitesde seguridad [2].

Un trabajo reciente presentado por laUniversidad de Lisboa con respecto a losniveles de potencia medidos en las

proximidades de antenas para estacionesbase de sistemas de comunicacionesmóviles concluye que los valoresinstantáneos encontrados se encuentranmuy por debajo de los que fijan loslímites de exposición de CENELEC yANSI, mostrando que no debería haberninguna preocupación con respecto a losriesgos que para la salud humana puedansuponer las estaciones base en áreasurbanas [5]. Tal estudio evaluó lavariación de la intensidad de campo endiferentes plantas de un edificio sobre elque se ubica una estación base detelefonía móvil, así como la incidenciade esta estación base sobre edificiosvecinos. Como se ha indicado los nivelesque se midieron están muy por debajo delos que fijan los organismos denormalización pero además el máximovalor de potencia medido no se encontróen el edificio sobre el que estaba laantena sino en la parte más elevada de unedificio colindante.

n Junio de 1993, DavidReynard, un ciudadano

estadounidense, demandó a la compañíaNEC porque según él, el teléfono móvilque había comprado en ella habríapodido producir o agravar el cáncercerebral que causó la muerte a su esposa[6]. El caso de David Reynard no tardóen ocupar minutos en gran cantidad de

programas de TV y en los medios decomunicación en general, e hizo saltar laalarma en el seno de la opinión pública.Los tribunales no le dieron la razón,considerando que no existía ningunaprueba concluyente que pudieseestablecer el más mínimo enlace entre eluso del teléfono móvil y el desarrollo delcáncer de cerebro de su esposa. Sin

EE

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

15

embargo se acababa de abrir un grandebate en torno a la seguridad que podíaofrecer el uso de teléfonos móviles. Elvasto imperio en que se había convertidoel mercado de las comunicacionesmóviles era testigo de cómo con sólo undemandante, un abogado y la opiniónpública una amplia base de investigacióncientífica comenzaba a ponerse enentredicho.

Poco después Gary Taubes publico unartículo en la revista Atlantic Mounthly,en el que dijo:

“La gente quiere creer que los camposelectromagnéticos son malos para ellos,y por tanto lo creen”

Mucha gente no es consciente de quelos campos eléctrico y magnéticoasociados a los sistemas decomunicaciones y a otros que generanpotencia son parte del mismo espectroelectromagnético que la luz visible, unláser o los rayos-X. Esto es así, y es asíporque la mayoría de la gente no tiene lamisma facilidad para acceder a lainformación científica que para acceder ala información, alarmante y desorbitada

la mayoría de veces, que uno encuentracada día en la prensa, la radio y la TV.

El entorno particular en que vivimos,y el medio ambiente en general estánplagados de señales de microondas yradiofrecuencia para la radiodifusión deradio y televisión. Alrededor del 99% dela población está continuamenteexpuesta a estas radiaciones con unasdensidades de potencia de hasta 1µW/cm2. La contribución que a esteentorno pueda introducir los sistemas decomunicaciones móviles puede serconsiderada despreciable.

En definitiva, hasta la fecha no existeningún estudio reconocido que hayadejado probada la existencia de efectosadversos serios para la salud humana alargo plazo, lo que debería aumentar laconfianza de todos, tanto de fabricantescomo de usuarios con respecto al uso deteléfonos móviles y a la ubicación de lasantenas de estaciones base para telefoníamóvil en entornos urbanos.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

16

RReeffeerreenncciiaass

[1] Nikawa, Y. et al.,‘Dental Caries Heating Using Microwaves’, Proceedings of the 7th

International Conference on Microwave Heating. Valencia, Spain. September 1999.

[2] FEDERAL COMMUNICATIONS COMMISSION. Office of Engineering &Technology. ‘Questions and Answers about Biological Effects and PotentialHazards of Radiofrequency Electromagnetic Fields’. OET Bulletin 56. August1999.

[3] CENELEC CLC/TC111B: European Prestandard (prENV 50166-2),‘HumanExposure to Electromagnetic Fields High-Frequency: 10 kHz-300 GHz’.CENELEC, Brussels.

[4] Mouly, M. & Pautet, M.B.,‘The GSM System for Mobile’. Paliseau, France, 1992.Edited by the authors.

[5] Angelo, G.C. et al.,‘Health and Penetration Issues in Buildings with GSM BaseStations antennas on Top’, UTC, Otawa, Canada, 1998.

[6] Fischetti, M.,‘The cellular phone scare’, IEEE Spectrum, June 1993, pp. 43-47.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

17

BBiibblliiooggrraaffííaa

− Kuster, N. et al.,‘Mobile communications Safety’, Edited by N. Kuster et al. Chapman& Hall, London, UK, 1997.

− ANSI C95.1-1982: American National Standard for Safety Levels with Respect toHuman Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 300 kHz to 100 GHz.IEEE, Inc., New York, NY 10017.

− (EC, 1997) European Communities, ‘10 years of race’, Research and development inadvanced communications technologies in Europe, 1997.

− (IRPA, 1988) International non-ionizing radiation committe of the internationalradiation protection association: ‘Guidelines on limits of exposure to radiofrequencyelectromagnetic fields in the frequency range from 100 kHz to 300 GHz’, HealthPhysics, vol. 54, pp. 115-123.

− Meier, k. et al.,‘The dependence of EM energy absorption upon human headmodelling at 1800 MHz’, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,November 1997, Vol. 45, No. 11.

− National Council on Radiation Protection and Measurement. ‘Biological effects andexposure criteria for radiofrequency electromagnetic fields’, NCRP Report No. 86,7910 Woodmont Avenue, Bethesda, MD. 20814. U.S.A.

− National Radiological Protection Board. ‘Advice on the Protection of Workers andMembers of the Public from Possible hazards of Electric and Magnetics Fields withFrequencies Below 300 GHz’ NRPB, Chilton, Didcot, Oxon OX11 ORQ. U.S.A.

Exposición Humana a Campos Electromagnéticos

18

SSoobbrree llooss aauuttoorreess

ANTONIO MARTÍNEZ GONZÁLEZ obtuvo el título de Ingeniero deTelecomunicación por la Universidad Politécnica de Valencia en 1998. Desde 1998hasta septiembre de 1999, trabajó en las instalaciones de certificación acreditadas porAENOR del Laboratorio de Ingeniería de Compatibilidad Electromagnética de laUniversidad Politécnica de Valencia, donde desarrolló actividades de asesoramientotécnico para empresas y certificaciones de cumplimiento con directivas europeasrelacionadas con la emisión e inmunidad a las radiaciones electromagnéticas dediversos equipos electrónicos y de telecomunicación. Desde septiembre de 1999 esprofesor titular de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de

la Universidad Politécnica de Cartagena, donde está actualmente desarrollando su tesis doctoral en materiade dosimetría electromagnética en comunicaciones móviles. Antonio Martínez González ha publicado 6artículos en conferencias internacionales sobre interacción electromagnética entre terminales móviles ytejido humano. El trabajo realizado por Antonio Martínez González en aspectos de dosimetríaelectromagnética ha sido reconocido con el Premio Nacional concedido por la Fundación Airtel y el ColegioOficial de Ingenieros de Telecomunicación de España al mejor proyecto Fin de Carrera 1998 enComunicaciones móviles y el Accésit concedido por la Asociación Española de Ingenieros deTelecomunicación de la Comunidad Valenciana en su cita anual de 1999.

ALEJANDRO DÍAZ MORCILLO es miembro de la Antennas & PropagationSociety y de la Microwave Theory and Techniques Society del IEEE, así como de laSociedad Española de Métodos Numéricos (SEMNI) y de la InternationalAssociation on Computational Mechanics (IACM). Finalizó sus estudios en laE.T.S.I. de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Valencia en 1995,consiguiendo el título de Ingeniero de Telecomunicación. Posteriormente trabajócomo investigador asociado al Grupo de Calentamiento por Microondas delDepartamento de Comunicaciones de la citada universidad. Actualmente es profesorayudante de la E.T.S.I. de Telecomunicación de la Universidad Politécnica deCartagena, pertenece al Grupo de Ingeniería de Microondas y Radiocomunicaciones,

y se encuentra realizando la tesis doctoral en el campo de los métodos numéricos aplicados alelectromagnetismo.

DAVID SÁNCHEZ HERNÁNDEZ nació en Granada en 1970. En 1992 obtuvo eltítulo de Ingeniero de Telecomunicación por la Universidad Politécnica de Valencia,y a principios de 1996 el Ph.D (Título de Doctor Ingeniero de Telecomunicación) porel King’s College de la Universidad de Londres. Desde 1992 hasta 1994 trabajó enantenas impreas duales y activas como Research Associate para The British Council-CAM. En 1994 fue nombrado EU Research Fellow en King´s College de laUniversidad de Londres, donde trabajó en varios proyectos sobre antenas impresasintegradas en Arsenurio de Galio a 18, 38 y 60 GHz, agrupación de antenas impresas,técnicas de sectorización y diversidad. En 1997 volvió a la Universidad Politécnicade Valencia para codirigir el Grupo de Calentamiento por Microondas y el Grupo de

investigación de Antenas, Microondas y Radar. A principios de 1999 David Sánchez Hernández seincorporó a la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad Politécnica deCartagena como Profesor Titular de Universidad, donde actualmente es Subdirector de Infraestructuras ylíder del Grupo de Ingeniería de Microondas y Radiocomunicaciones. El Dr. David Sánchez Hernández hasido recientemente nombrado IEE Chartered Engineer y ha recibido el prestigioso premio R&D J. LanghamThompson Premium, otorgado por the Institution of Electrical Engineers por la calidad de la investigaciónrealizada en los últimos años. Ha publicado más de 50 artículos en revistas científicas y es revisor de variaseditoras internacionales de prestigio. Sus investigaciones engloban todos los aspectos del diseño y aplicaciónde las antenas impresas y los MMICs para comunicaciones móviles, las aplicaciones industriales delcalentamiento por microondas y los temas de dosimetría electromagnética. David Sánchez Hernández esmiembro electo del AMPERE Board, el comité permanente de la sociedad europea para el calentamiento pormicroondas y alta frecuencia, y es un miembro activo del Institute of Electronic & Electrical Engineers deEE.UU., the Institution of Electronic Engineers del Reino Unido, el Colegio Oficial de Ingenieros deTelecomunicación y la Asociación Española de Ingenieros de Telecomunicación, ambas en España.