anÁlise da seguranÇa da radiaÇÃo nÃo ionizante de antenas celulares

CRISTOVAM ALBANO DA SILVA JÚNIOR

ANÁLISE DA SEGURANÇA DA RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE DE ANTENAS

CELULARES, PARA MONTADORES DE SISTEMAS IRRADIANTES NO TOPO

DE TORRES OU POSTES, EM ESTAÇÕES COMPARTILHADAS

CUIABÁ - MT

UNIVERSIDADE EDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE

SEGURANÇA DO TRABALHO




CRISTOVAM ALBANO DA SILVA JÚNIOR

ORIENTADOR: Prof. José Antonio Lambert, Dr.

CUIABÁ

MATO GROSSO – BRASIL

2004

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE

SEGURANÇA DO TRABALHO




MONOGRAFIA SUBMETIDA À

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO

GROSSO PARA OBTENÇÃO DO GRAU

DE ESPECIALISTA EM ENGENHARIA

DE SEGURANÇA DO TRABALHO

ORIENTADOR: Prof. José Antonio Lambert, Dr.

CUIABÁ

MATO GROSSO – BRASIL

2004

DEDICATÓRIA

A dedicação deste trabalho sem dúvidas é

para as mulheres de minha vida: primeiro

minha Mãe, Elzita, que sempre me

incentivou, e com certeza me iniciou nos

estudos. A minha Esposa, Marli, incansável

companheira, que junto a mim sonhou ver

este trabalho terminado. A minha Tia

Teolinda, que sempre acreditou no meu

potencial. E a minha Sobrinha Inessa, que é

uma das razões do meu viver. Mas há ainda

o meu Pai, também Cristovam, de quem com

certeza herdei o gosto e a curiosidade pelo

conhecimento científico.

AGRADECIMENTOS

À DEUS por ter colocado pessoas especiais em minha vida, para que através

delas pudesse me ajudar.

Ao Professor orientador José Antonio Lambert, pela extrema paciência, e

demonstração de amizade, durante o período de orientação.

À Professora Denise, coordenadora do curso, e ao Professor Walter Milomen, por

terem gentilmente aceito ao convite de participarem da banca avaliadora deste

trabalho.

À amiga Elizete, que sempre adota aos alunos da FAET como filhos.

Aos colegas da Brasil Telecom, Samuel, Antonio Marcos, Max, Elaine, Alexandre,

Claudionel, que muito ajudaram no desenvolvimento deste trabalho, seja com

fotos, dados, ou simples apoio, acho que agora poderão junto comigo dizer “até

que enfim”.

A toda minha família, especialmente a minha Avó Arlinda Gomes da Silva,

matriarca dos Albanos e dos Gomes, pessoa que é referência e exemplo não só

para nossa família, mas para muitas outras. Não menos especial, à minha irmã

Cristiene, meu cunhado Marcos, e primo Márcio, que de alguma forma

contribuíram também no andamento do trabalho.

Ao Casal Sildemar e Simoni, que pela amizade acompanharam, mesmo que de

longe, os passos deste trabalho, incentivando sempre.

Ao Professor Romildo, que primeiro me orientou, e plantou a semente deste

trabalho, colaborando com a idéia.

SUMÁRIO

GLOSSÁRIO ............................................................................................................................ i

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. iii

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................. iv

RESUMO ................................................................................................................................ v

ABSTRACT ............................................................................................................................ vi

1 – INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 1

1.1 – PROBLEMÁTICA .................................................................................................... 2 1.2 – JUSTIFICATIVA ...................................................................................................... 3 1.3 – OBJETIVOS .............................................................................................................. 4

1.3.1 – Objetivo Geral .................................................................................................... 4 1.3.2 – Objetivo Específico ............................................................................................ 4

2 – REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................................ 5

2.1 – HISTÓRIA DAS TELECOMUNICAÇÕES ............................................................. 5 2.2 – HISTÓRIA DAS COMUNICAÇÕES MÓVEIS ...................................................... 6 2.3 – CENÁRIO ATUAL DAS COMUNICAÇÕES MÓVEIS......................................... 8 2.4 – ONDAS ELETROMAGNÉTICAS ......................................................................... 10

2.4.1 – Conceito ............................................................................................................ 10 2.4.2 – Radiação Não Ionizante .................................................................................... 11 2.4.3 – Grandezas e Unidades Relativas a Ondas Eletromagnéticas ............................ 14 2.4.4 – Relação Watt x dBm ......................................................................................... 16

2.5 – ANTENAS............................................................................................................... 17 2.5.1 – Princípio de radiação ........................................................................................ 18 2.5.2 – Diagrama de Radiação ...................................................................................... 20 2.5.3 – Relação Frente-Costa e Ganho de Antenas ...................................................... 22

2.6 – O SISTEMA MÓVEL GSM ................................................................................... 23 2.6.1 – Componentes de um Sistema GSM .................................................................. 23 2.6.2 – Instalação de uma BTS ..................................................................................... 25

2.7 – EVIDÊNCIAS CIENTÍFICAS DO EFEITO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA .......................................................................................... 28

2.7.1 – Efeitos Térmicos ............................................................................................... 29 2.7.2 – Efeitos não Térmicos ........................................................................................ 29

2.8 – DOSIMETRIA......................................................................................................... 30 2.9 – RESOLUÇÃO 303/02 DA ANATEL ..................................................................... 31

2.9.1 – Limites de Exposição Estabelecidos pela Resolução 303/02 ........................... 32 2.9.2 – Cálculo da Distância para Atendimento aos Limites de Exposição ................. 35

3 – METODOLOGIA ............................................................................................................ 38

3.1 – TIPO DE ESTUDO ................................................................................................. 38 3.2 – LOCAL DO ESTUDO ............................................................................................ 38 3.3 – POPULAÇÃO ESTUDADA ................................................................................... 39 3.4 – COLETA DE DADOS ............................................................................................ 40

4 – APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS ................................................................ 41

4.1 – DADOS DAS ESTAÇÕES ESTUDADAS ............................................................ 41 4.2 – CÁLCULO DAS DISTÂNCIAS............................................................................. 44 4.3 – ANÁLISE DAS ESTAÇÕES .................................................................................. 49

5 – CONCLUSÃO ................................................................................................................. 55

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................... 57

ANEXO I – RESOLUÇÃO Nº 303 – ANATEL .................................................................... 59

ANEXO II – LICENÇA PARA FUNCIONAMENTO DE ESTAÇÃO .................................. 84

i

GLOSSÁRIO

AMPS – Advanced Mobile Phone System

ANATEL – Agência Nacional de Telecomunicações

B – Campo magnético, em T

CCC – Central de controle e comutação

CDMA – Code Division Multiple Access

CEMRF – Campos elétricos, magnético e eletromagnéticos, na faixa de

radiofreqüências entre 9KHz e 300GHz.

D – Diretividade a antena

dB – Decibel (Unidade de ganho de potência, relação linear entre um sinal de

entrada e um sinal de saída, na mesma unidade de potência)

dBi – Ganho de uma antena, em relação a uma antena isotrópica

dBm – Unidade de potência que indica a quantidade de decibéis acima ou abaixo

de 1mW

E – Campo elétrico, em V/m

ERP – Potência efetiva irradiada na direção de maior ganho da antena, em Watt

EiRP – Potência equivalente isotropicamente irradiada na direção de maior ganho

da antena, em Watt

EMBRATEL – Empresa Brasileira de Telecomunicações S/A

ERB – Estação Rádio Base

f – Freqüência, em Hz (também KHz, MHz e GHz)

FAQ – Frequent Asked Question (Perguntas Mais Frequentes)

FDA – Food and Drug Administration

GSM – Global System for Mobile communication

H – Densidade de fluxo magnético, em A/m

Hz – Hertz (unidade de freqüência)

ICNIRP – International Commission of Non-Ionizing Radiation Protection

IEGMP – Independent Expert Group on Mobile Phone

mW – Miliwatt

ii

OMS – Organização Mundial da Saúde

RF – Rádio Freqüência

RFC – Relação Frente Costa

RFS – Radio Frequency Systems (fabricante de antenas e equipamentos de RF)

RMS – Valor eficaz

Rooftop – Tipo de instalação, onde a BTS é colocada no topo de um edifício

S – Densidade de potência, em W/m²

SAR – Specific energy Absortion Rate (Taxa de Absorção Específica de Energia)

Site – Termo utilizado para designar uma estação

SMC – Serviço Móvel Celular

SMP – Serviço Móvel Pessoal

TELEBRÁS – Telecomunicações Brasileiras S/A

TDMA – Time Division Multiple Access

TRX – Rádio Transceptor

W – Watt (unidade de potência)

WHO – World Health Organization (OMS)

λ – Comprimento de onda

η – Eficiência da antena

σ – Condutividade, em Siemens/m

ρ – Densidade dos tecidos humanos, em Kg/m³

iii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Propagação da onda eletromagnética ............................................ 11

Figura 2.2 – Espectro de Freqüência e comprimento de ondas eletromagnéticas ...........................................................................

12

Figura 2.3 – Relação Watt x dBm ..................................................................... 17

Figura 2.4 – Fluxo de energia em uma antena dipolo ........................................ 19

Figura 2.5 – Diagrama de radiação vertical de uma antena típica GSM ........... 20

Figura 2.6 – Diagrama de radiação horizontal de uma antena típica GSM ....... 21

Figura 2.7 – Definição de ângulo de abertura em um diagrama de radiação .... 21

Figura 2.8 – Componentes de um sistema GSM ............................................... 24

Figura 2.9 – Visualização interna de uma BTS ................................................. 25

Figura 2.10 – Visualização externa de uma BTS indoor ................................... 26

Figura 2.11 – Visualização externa de uma BTS outdoor ................................. 26

Figura 2.12 – Detalhe de conectores de RF interligando cabos dos rádios transceptores aos guias de onda ..................................................

27

Figura 4.1 – Disposição das antenas na torre da estação MT_CBA_001B ....... 50

Figura 4.2 – Disposição das antenas na torre da estação MT_CBA_002C ....... 51

Figura 4.3 – Disposição das antenas na torre da estação MT_CBA_003D ....... 52

Figura 4.4 – Disposição das antenas na torre da estação MT_CBA_004A ....... 53

iv

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 – Limites para exposição ocupacional e da população em geral a radiação eletromagnética na faixa de freqüência entre 9 KHz e 300 GHz ........................................................................................

33

Tabela 2.2 – Restrições básicas para exposição de campos eletromagnéticos, na faixa de freqüências entre 9 KHz e 10 GHz ............................

34

Tabela 2.3 – Expressões para cálculo de distâncias mínimas a antenas de estações transmissoras, para atendimento aos limites de exposição em geral e ocupacional ................................................

36

Tabela 3.1 – Lista das estações avaliadas da OPERADORA A ........................ 39

Tabela 4.1 – Parâmetros e valores da estação MT_CBA_001B ........................ 42

Tabela 4.2 – Parâmetros e valores da estação MT_CBA_002C ........................ 42

Tabela 4.3 – Parâmetros e valores da estação MT_CBA_003D ....................... 43

Tabela 4.4 – Parâmetros e valores da estação MT_VAZ_004A ....................... 44

Tabela 4.5 – Valores calculados das distâncias mínimas das antenas para a estação MT_CBA_001B ...............................................................

45

Tabela 4.6 – Valores calculados das distâncias mínimas das antenas para a estação MT_CBA_002C ...............................................................

46

Tabela 4.7 – Valores calculados das distâncias mínimas das antenas para a estação MT_CBA_003D ..............................................................

47

Tabela 4.8 – Valores calculados das distâncias mínimas das antenas para a estação MT_VAZ_004A ..............................................................

48

Tabela 4.9 – Valores de referência de Densidade de Potência, Campo Elétrico e Campo Magnético, na freqüência de 1.835 MHz ......................

49

v

RESUMO

SILVA JÚNIOR, C. A. Análise da segurança da radiação não ionizante de antenas celulares, para montadores de sistemas irradiantes no topo de torres ou postes, em estações compartilhadas. Cuiabá-MT, 2004. 55p. Monografia (especialização) – Faculdade de Arquitetura e Tecnologia, Universidade Federal de Mato Grosso

O crescimento do mercado de telefonia móvel, trouxe junto com toda a sua tecnologia, hoje

amplamente utilizada, a preocupação do provável relacionamento de suas radiações não

ionizantes com efeitos adversos a saúde humana. Neste contexto situa o trabalhador que de

diversas formas tem contato com esta tecnologia, e seus prováveis efeitos adversos. Dentre

eles o grupo de montadores de sistemas irradiantes no topo de torres e postes, foram eleitos

como público alvo deste estudo, pois trabalham geralmente a distâncias muito pequenas das

antenas que são fontes desta radiação. Os parâmetros foram retirados da resolução 303/02

da ANATEL, que definiu limites para exposição do público em geral e ocupacional, tendo

como base as diretrizes da Comissão Internacional de proteção a Radiação Não Ionizante

(ICNIRP – International Commission of Non-Ionizing Radiation Protection). Foram

estudadas 4 (quatro) estações, que se apresentaram em conformidade com a resolução.

Palavras chave: Radiação não ionizante, Segurança do trabalhador, Saúde do trabalhador

vi

ABSTRACT

SILVA JÚNIOR, C. A. Safety analysis of non-ionizing radiation of cellular antennas, to radiating systems mounters on the top of towers and posts, in shared sites. Cuiabá, Mato Grosso, 2004. 51p. Monograph (specialization) – Architecture and Technology Faculty, Federal University of Mato Grosso

The growth of mobile phones market, bring with all your technology, largely used

nowadays, the preoccupation of the probable relation of your non-ionizing radiation with

some adverse human health effects. On this context there is the worker that on a lot of

ways have contact with this technology, and your probable adverse effects. Between this

workers, the radiating system mounters group, on the top of towers and posts, had been

elect as the public purpose of this study, because they generally work at feel distance of the

antennas that are this radiation font. The parameters were given by the 303/02 resolution of

ANATEL, that define the limits of general e occupational public exposition, basing this

limits on the guide lines of International Commission of Non-Ionizing Radiation Protection

– ICINIRP. Four (4) sites were studied, and they were find on the resolution according.

Word keys: Non-ionizing radiation, Worker safety, Worker health

1

1 – INTRODUÇÃO

O crescimento da telefonia tem trazido expectativa de novos postos de

trabalho, e isto de fato tem acontecido. Entretanto, o crescimento como se viu nos

primeiros anos deste século XXI, particularmente o crescimento da telefonia celular, tem

trazido riscos aos trabalhadores, cuja função é a de providenciar este crescimento, pois as

obras têm acontecido num ritmo muito acelerado, e num volume nunca antes

experimentado por este segmento.

Alia-se a este súbito crescimento, a constante preocupação das empresas em

reduzir os custos de implantação de novos sistemas, ou ampliação e adequação dos sistemas

existentes. Tem-se neste caso um fator a mais concorrendo com a segurança dos

trabalhadores que trabalham nesta área.

É neste cenário que o presente trabalho irá trilhar, procurando relacionar o

trabalho de montagem de equipamentos em torres para um sistema móvel celular, com o

risco de se submeter a níveis desconhecidos de radiação não ionizante proveniente de

outros sistemas celulares em funcionamento nesta mesma torre.

Expostos a este risco estão os grupos de montagem de sistemas irradiantes,

que são geralmente formados por quatro trabalhadores, sendo 02 (dois) montadores, que

trabalham em cima das torres ou postes, fazendo a montagem propriamente dita dos

equipamentos, e 02 (dois) auxiliares em baixo da torre ou poste, que fazem a pré montagem

ainda no solo, e ajudam na subida dos equipamentos, muitas vezes feita com tração manual.

Eventualmente pode existir no grupo a figura de um supervisor, que coordena o trabalho do

grupo, ajudando na logística e nos testes de aceitação final da montagem. Esta função é

geralmente desempenhada por um montador. Com relação a formação profissional destes

trabalhadores, os supervisores podem ser engenheiros ou técnicos de nível médio, os

montadores são geralmente técnicos de nível médio ou auxiliares técnicos (técnicos

2

práticos sem formação curricular), enquanto que para a função de auxiliar, não é exigida

nenhuma prática especializada no serviço.

1.1 – PROBLEMÁTICA

Segundo dados da Agência Nacional de Telecomunicações – ANATEL, a

planta celular apresentou um crescimento de 529% no período de 1998 a 2003, tendo uma

média anual de 105%. A taxa de crescimento após a privatização é de 9% ao ano para a

planta celular, enquanto que a planta fixa cresceu a uma taxa de 3% ao ano. Para ilustrar

estes números, no 1º semestre de 2003 foram criados 71.811 novos acessos fixos, enquanto

foram criados 3.240.000 novos acessos celulares em todo o Brasil.

Em Mato Grosso até o 3º trimestre de 2003 haviam 614.410 celulares

habilitados, cerca de 23,17 celulares para cada 100 habitantes. Em Cuiabá, nesta mesma

época, haviam 184.217 celulares, enquanto haviam 167.787 telefones fixos.

O serviço móvel tem se tornado cada vez mais personalizado, conquistando

e fidelizando cada vez mais o cliente, que já começa a utilizar a telefonia móvel como

único meio de comunicação, descartando o uso da telefonia convencional. Neste cenário de

competição acirrada, as concessionárias e licenciadas do serviço móvel, têm cada vez mais

procurado minimizar os custos de implantação e manutenção do sistema, para poder

competir entre si.

Uma das formas encontradas para tal minimização foi o compartilhamento

de infraestrutura em estações que abrigam as ERBs1.1, ou seja em uma única estação

existem mais de uma operadora compartilhando sistemas de energia, transmissão,

segurança, torre, etc.

1.1 ERB – Estação Radio Base (estação transmissora do sinal de telefonia móvel)

3

Daí vem a preocupação com a condição de exposição do trabalhador que

participa da montagem dos equipamentos em uma torre onde já se encontram outras ERBs

funcionando, uma vez que este trabalhador estará exposto a níveis incertos de radiação, por

estar próximo das antenas do outro sistema, por num intervalo de tempo que pode variar de

30 minutos a até 4 horas, que é o tempo necessário para subida e fixação dos equipamentos

nas torres.

Esta problemática vem acompanhada de uma dificuldade, que é a quantidade

de variáveis, que influenciam diretamente na exposição e absorção de energia irradiada, e

que envolvem a questão, tais como tempo de exposição, distância entre trabalhador e a

fonte de radiação (antena), potência irradiada por estas antenas, dentre outras.

O presente trabalho busca conhecer a distância segura em que o trabalhador

deverá ficar destas antenas, enquanto executa seu trabalho, de acordo com as regras

definidas pela resolução número 303 de 02 de julho de 2002, da ANATEL. Sabe-se de

ante-mão que esta distância irá variar de acordo com a potência irradiada pelas antenas,

juntamente com outros fatores.

1.2 – JUSTIFICATIVA

Com o crescimento do mercado de telefonia móvel, cresceu também a

quantidade de empresas prestadoras do serviço. Isto resultou no crescimento do mercado

de trabalho para técnicos e engenheiros da área de telecomunicações, que passaram a ter

contato com novas tecnologias, envolvendo sistemas de transmissão bastante sofisticados.

Mas além de sofisticação e tecnologia, estes sistemas trazem junto a suspeita de que podem

desencadear reações adversas a saúde, quando a radiação de seus campos eletromagnéticos

ultrapassarem determinados níveis.

Em função disto, alguns organismos mundiais, governamentais e não

governamentais, têm se preocupado e procurado, junto com a comunidade acadêmica,

4

elucidar as várias incógnitas que ainda rondam este assunto. Neste sentido a ANATEL,

órgão que regula o setor de telecomunicações aqui no Brasil, editou em 2002 uma

resolução que veio estabelecer limites para a exposição a radiação não ionizante

proveniente dos sistemas de rádio utilizados nos vários serviços prestados pelas

concessionárias e licenciadas de telecomunicações.

Esta resolução contém limites estabelecidos para o público em geral, e

também para trabalhadores que lidam com estes sistemas no seu dia a dia. E é justamente

aí que se baseia este estudo, no atendimento dos limites estabelecidos pela Resolução

303/02 para os trabalhadores, que atuam na implantação de novos sistemas, em torres ou

postes que já contenham outros sistemas em funcionamento.

1.3 – OBJETIVOS

1.3.1 – Objetivo Geral

Analisar os níveis de campo eletromagnético segundo a resolução 303/02 da

ANATEL, em algumas estações do sistema de telefonia móvel, determinando a distância

segura das antenas, para os montadores de sistemas irradiantes no topo das torres ou postes,

em estações compartilhadas.

1.3.2 – Objetivo Específico

Verificar a que distância das antenas deverá situar um trabalhador que venha

a subir nas torres de algumas estações compartilhadas por operadoras de telefonia celular.

Comparar, distância calculada, com a atual distância das demais antenas dos

outros sistemas, onde provavelmente possa ocorrer algum tipo de intervenção.

Localizar situações em que os trabalhadores estão mais sujeitos ao risco da

exposição a radiação não ionizante.

5

2 – REVISÃO DE LITERATURA

2.1 – HISTÓRIA DAS TELECOMUNICAÇÕES

Desde os tempos mais remotos de sua existência, o homem tem a

necessidade de se comunicar. Desenvolveu ao longo desta existência, métodos de

comunicação que evoluíram de acordo com a necessidade e tecnologia disponível à época.

De todos os métodos desenvolvidos, um dos mais complexos e de maior

popularidade, sem dúvida é o sistema de telefonia, que começou com o invento do telefone

em 1876 (na verdade inventado em 1875, mas somente patenteado em 1876) pelo professor

Graham Bell e seu ajudante Thomas A. Watson (ANATEL, 1998).

No ano em que foi inventado, o telefone foi parar numa grande exposição de

inventos, a Exposição Centenária da Filadélfia nos Estados Unidos, onde apesar de não ter

feito sucesso, o aparelho foi apresentado ao imperador D. Pedro II, que apreciou o invento

com certo espanto. D. Pedro já conhecia Graham Bell, e seu trabalho como professor de

jovens surdos-mudos, e ao chegar para visitar a exposição, rodeado de fotógrafos e

repórteres, o inventor aproveitou-se da situação apresentando a D. Pedro seu novo aparelho.

Tal estratégia funcionou, pois a repercussão foi tal que em menos de um ano

após o episódio, já estava organizada a primeira companhia telefônica do mundo, a Bell

Telephone Company em Boston, nos Estados Unidos (ANATEL, 1998).

A experiência vivida por D. Pedro II o entusiasmou, fazendo com que o

telefone fosse trazido para o Brasil no ano seguinte a exposição da Filadélfia. Os primeiros

aparelhos foram instalados na cidade do Rio de Janeiro, e dois anos mais tarde, em 1879 foi

feita a primeira concessão para instalação de uma rede telefônica no Brasil. A primeira

linha interurbana foi instalada em 1883 e ligava a cidade do Rio de Janeiro a Petrópolis.

6

A novidade logo se espalhou pelo Brasil, e outras concessões foram criadas

para outros estados, contemplando as cidades de São Paulo, Campinas, Florianópolis, Ouro

Preto, Curitiba e Fortaleza. Em 1889, as estatísticas apontavam um número de 160 mil

telefones instalados em todo Brasil, e em 1890 foi construída a primeira rede interurbana

entre Rio de Janeiro e São Paulo (ANATEL, 1998).

No início do século XX, foi criada a CTB, Companhia Telefônica Brasileira

que integrou várias companhias existentes, fazendo a interligação destas, via rede

interurbana, e instalando as primeiras centrais telefônicas automáticas no Brasil. Em 1935

foi instalado o primeiro telefone público numa galeria no centro do Rio de Janeiro, que

também evoluíram até chegar nos orelhões (baias em forma de concha) como são

conhecidos hoje em dia.

A demanda dos serviços telefônicos no Brasil foi aumentando e com ela

houve também o crescimento da Companhia Telefônica Brasileira, que foi estatizada em

1966, logo após a criação da EMBRATEL, Empresa Brasileira de Telecomunicações, em

1965.

Em 1972 foi criada a TELEBRÁS – Telecomunicações Brasileira S/A e as

concessionárias estaduais, que ficaram responsáveis pelo desenvolvimento e ampliação

coordenada do setor de telecomunicações no Brasil.

2.2 – HISTÓRIA DAS COMUNICAÇÕES MÓVEIS

O sistema móvel celular foi idealizado pela empresa americana AT&T,

através de sua subsidiária de pesquisas a Bell Labs em 1947, mas somente em 1970 é que a

própria AT&T propôs a construção de um sistema telefônico celular de alta capacidade.

Este sistema ficou conhecido com AMPS2.1, mas somente em 13 de outubro de 1983,

2.1 AMPS – Advanced Mobile Phone Service (Serviço de Telefonia Móvel Avançado)

7

entrou em operação comercial nos Estados Unidos, na cidade de Chicago. No entanto a

empresa japonesa NTT2.2 colocou em operação em 1979 um sistema semelhante ao AMPS,

se antecipando a AT&T (ALCATEL, 2004)

Na Europa outros sistemas, como o NMT – Nordic Mobile

Telecommunications (Telecomunicações Nórdicas Móveis), o TACS – Total Access

Communication System (Sistema de Comunicação de Acesso Total) e outros mais, foram

adotados para prover o serviço de comunicação móvel celular, nos diferentes paises deste

continente. Estes foram os sistemas dos chamados celulares de primeira geração.

Atualmente os sistemas utilizados são os de segunda geração (ALCATEL,

2004), e permitiram a digitalização dos aparelhos, trazendo com isto uma gama de

benefícios, dentre os quais a diminuição fisica dos aparelhos e da potência utilizada na

comunicação entre as ERBs2.3 e estes aparelhos. Estes sistemas de segunda geração são

TDMA – Time Division Multiple Access (Acessos Múltiplos por Divisão de Tempo),

CDMA – Code Division Multiple Access (Acessos Múltiplos por Divisão de Código) e

GSM – Global System for Mobile Communication (Sistema Global para Comunicação

Móvel).

No Brasil, mais uma vez, foi a cidade do Rio de Janeiro a primeira a receber

a novidade, isto ocorreu em 1990, quando foi implantada uma CCC – Central de Controle e

Comutação e ERBs do sistema AMPS para 10 mil linhas celulares.

Em Cuiabá o primeiro sistema de comunicação móvel celular foi implantado

em 1995. Na época, as ERBs, por serem poucas, tinham suas antenas posicionadas no topo

das torres, que em geral tinham alturas entre 70 e 100m. Isso permitia que houvesse maior

cobertura geográfica do sinal emitido pelas antenas e das áreas urbanas.

2.2 NTT – Nippon Telephone and Telegraph 2.3 ERB – Estação Radio Base (estação transmissora do sinal de telefonia móvel)

8

2.3 – CENÁRIO ATUAL DAS COMUNICAÇÕES MÓVEIS

Com a popularização do sistema móvel celular, hoje chamado de sistema

móvel pessoal – SMP, como meio de comunicação de massa, principalmente em função das

linhas pré-pagas que somam mais de 60% do total de linhas existentes no Brasil, e com a

abertura de mercado ocorrida em 1998, chegaram em Mato Grosso novas operadoras do

serviço.

Como conseqüência o número de ERBs2.4 aumentou, tanto em Cuiabá,

quanto no interior do estado, ocorrendo também uma maior distribuição das ERBs nas áreas

urbanas, ocupando espaços residenciais, escolas, prédios públicos, e chegando até mesmo

ao meio rural. Emitindo sinais eletromagnéticos através de seus rádios transceptores, com

potência variando entre 1 e 10 Watts, de acordo com área de cobertura, também

denominada célula, que esta ERB tem que atuar.

Este crescimento vertiginoso é um fenômeno, que atingiu aos paises mais

desenvolvidos, e que ora se estende ao Brasil e particularmente a Cuiabá, ou seja, cada vez

mais uma parcela maior da população está em contato com esta tecnologia, o que ainda

acarreta outra preocupação, o fato de que o aparelho celular, também chamado estação

móvel, transmite o mesmo tipo de onda eletromagnética que as ERBs, e que apesar da

potência do sinal destes ser bem inferior, da ordem de 0,1 Watt, tem um agravante que é o

fato de estar junto ao corpo do usuário. O que pode acarretar numa maior absorção desta

potência.

Por isso organizações e governos internacionais preocupados acerca dos

prováveis efeitos das ondas eletromagnéticas quando absorvidos pelo organismo humano,

intensificaram suas ações visando, resguardar deste provável e desconhecido risco, tanto os

trabalhadores da área de telecomunicações que mantém contato diretos com os

equipamentos do sistema móvel celular, quanto a população em geral que usam o sistema

ou que habitam nas proximidades das estações.

2.4 ERB – Estação Radio Base (estação transmissora do sinal de telefonia móvel)

9

Enquanto estudos mais aprofundados, procuram trazer resultados mais

concretos sobre a interação destas ondas com corpo humano, pois sabe-se que estes efeitos

são de longo ou médio prazo, motivo pelo qual ainda não existam estudos mais conclusivos

sobre o assunto, organizações como a Comissão Internacional de Proteção a Radiação não

ionizante – ICNIRP2.5, baseados nos estudos efetuados pela Organização Mundial da Saúde

– OMS, propôs limites para exposição a radiações eletromagnéticas, de trabalhadores e

população em geral. Estes limites foram utilizados por vários paises como referência para

o assunto.

Aqui no Brasil, a Agência Nacional de Telecomunicações – ANATEL,

órgão responsável pela regulamentação do setor de telecomunicações, deu seu primeiro

passo rumo as ações citadas no parágrafo anterior, em 1999, quando o seu Conselho Diretor

decidiu adotar como referência provisória para avaliação da exposição humana a campos

eletromagnéticos de radiofreqüência provenientes de estações transmissoras de serviços de

telecomunicações, os limites propostos pelas diretrizes da ICNIRP.

Em 02 de julho de 2002, com a aprovação da resolução de número 303 (ver

anexo I), a ANATEL passou a regulamentar a Limitação da Exposição a Campo Elétrico,

Magnético e Eletromagnético na Faixa de Radiofreqüência entre 9 kHz a 300 GHz, também

baseada nas diretrizes do ICINIRP, ditando a obrigatoriedade de averiguação e adequação,

de estações sujeitas a esta resolução, indicando métodos de medição e cálculo para esta

averiguação e sanções por descumprimento a esta resolução. Desta forma todas as

concessionárias e licenciadas de telecomunicações devem adequar-se a resolução 303/02

até 02 de julho de 2004, prazo final delimitado por esta resolução.

2.5 ICNIRP – International Commission of Non-Ionizing Radiation Protection, comissão internacional

independente que conta com a participação de membros da OMS para tratar assuntos relacionados a radiação não ionizante.

10

2.4 – ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

2.4.1 – Conceito

Uma onda eletromagnética é a combinação dos campos elétricos e dos

campos magnéticos, com a energia igualmente dividida entre estes campos, geralmente

irradiada por um elemento chamado antena. Para que ocorra esta irradiação a antena deve

estar submetida a uma diferença de potencial que faça com que as cargas elétricas se

movimentem nesta antena. Este movimento de cargas elétricas provoca um campo elétrico

variável nas suas vizinhanças, que por sua vez, provocará a movimentação de outras cargas

elétricas contidas nestas vizinhanças, e assim sucessivamente, causando a chamada

propagação (GOMES, 2000).

Segundo GOMES (2000), lembra ainda, que as cargas elétricas em

movimento provocam uma corrente elétrica, e que a Física afirma que todo condutor

percorrido por uma corrente elétrica cria ao seu redor um campo magnético. As linhas de

campo magnético podem, perfeitamente, induzir a circulação de corrente elétrica em outro

condutor separado fisicamente daquele causador do campo. A isso chamamos também de

propagação.

Por serem ambos causados por cargas elétricas em movimento, é impossível

separar a existência dos campos elétricos e magnéticos, o que nos leva a tratar da

propagação de ondas chamando-as de eletromagnéticas, pois o campo elétrico e o

magnético caminham em conjunto no espaço (figura 2.1).

11

Fonte: GOMES, ALCIDES T. – Telecomunicações: transmissão e recepção AM/FM

Figura 2.1 – Propagação da onda eletromagnética

Há de ressaltar que em uma onda eletromagnética os campos elétrico e

magnético são perpendiculares, como na ilustração da figura 2.1, de uma onda

eletromagnética com o campo elétrico variando no eixo cartesiano Y, o campo magnético

variando no eixo cartesiano X, e direção de propagação no eixo cartesiano Z.

2.4.2 – Radiação Não Ionizante

Para TAVARES (2004) em uma analise dos efeitos da radiação produzida

por sistemas móveis celulares, é preciso distinguir a radiação emitida pelos sistemas

celulares dos outros tipos de radiação (figura 2.2).

12

Frequência Comprimento

(Hz) de onda (m)

1022

Raio Gama 10-14

1021 10-13

1020 10-12

Raio X

1019 10-11

1018 10-10

1017 10-9

1016 10-8 Ultravioleta

1015 10-7 Luz Visível

1014 10-6

Infravermelho

1013 10-5

1012 10-4

Microondas

1011 10-3

1010 10-2

10 9 10-1

10 8 1

Ondas de Rádio

10 7 10

10 6 102

10 5 103

10 4 104

10 3 105

10 2 106

Figura 2.2 – Espectro de Freqüência e comprimento de ondas eletromagnéticas

A radiação eletromagnética, cujo espectro de freqüências e comprimento de

onda está representado na figura 2.2, divide-se em Radiação Não Ionizante e Radiação

Ionizante.

Apesar desta divisão não ter um ponto exato no espectro de freqüências, está

situada entre os raios ultravioletas e os Raios X. É de suma importância que se saiba com

qual tipo de radiação eletromagnética se está lidando, pois cada uma apresenta efeitos

diferenciados quando absorvidas pelo corpo humano.

As radiações ionizantes são ondas eletromagnéticas de freqüência muito alta,

e portanto comprimento de onda pequeno. Estas ondas têm a particularidade de possuir

13

energia suficiente para quebrar ligações químicas nas moléculas, e “provocar danos no

material genético das células, levando potencialmente ao desenvolvimento de câncer e de

defeitos congênitos” (TAVARES, 2004).

A freqüência de operação dos rádios transceptores das ERBs2.6 celulares é da

ordem de 800 MHz para as bandas A e B, ou 900 MHz e 1800 MHz para as bandas C, D e

E, todas já em operação no Brasil, logo está situada no limiar das faixas de Ondas de Rádio

e Microondas, o que implica em ondas eletromagnéticas do tipo Não Ionizante.

Por tratar-se de radiação não ionizante, as ondas eletromagnéticas dos

sistemas de comunicação móvel celular, não apresentam o risco já comprovado para as

ondas de radiação ionizante. Entretanto é sabido que tais ondas podem causar outras

reações adversas quando absorvidas pelo corpo humano.

MOULDER (2004) relatou em suas FAQ2.7 sobre a relação entre a

exposição à radiação eletromagnética e a ocorrência de câncer nos seres humanos, que tal

exposição quando de forma intensa, pode causar alguns efeitos biológicos danosos como

cataratas, queimaduras na pele, queimaduras profundas, exaustão e insolação causada pelo

calor excessivo.

Tais efeitos biológicos acontecem principalmente porque a radiação

eletromagnética não ionizante pode causar a chamada hipotermia, ou seja, o aumento da

temperatura nos tecidos atingidos pela radiação.

Os relatos de MOULDER (2004) dizem ainda que os estudos realizados até

hoje, tanto os de laboratório com cobaias, quanto os estudos de casos, ainda não foram

capazes de relacionar a exposição à radiação eletromagnética não ionizante a algum tipo de

câncer.

2.6 ERB – Estação Radio Base (estação transmissora do sinal de telefonia móvel) 2.7 FAQ – Frequent Asked Questions (Perguntas Mais Freqüentes)

14

Outra afirmação de MOULDER (2004) é que exceto possivelmente nas

proximidades das próprias antenas, a potência produzida pelas ERBs são muito baixas para

causar aquecimento. Daí nossa preocupação em avaliar, a exposição dos trabalhadores que

fazem a montagem de equipamentos em estações que já abrigam outros equipamentos em

funcionamento, pois tais trabalhadores acabam por ficar expostos a radiação de antenas que

estão localizadas a pouco mais de metro de distância, podendo absorver quantidades de

energia eletromagnética suficiente para causar-lhes os efeitos já conhecidos e até mesmo

outros ainda não reconhecidos.

Dos estudos já realizados que foram verificados durante a confecção deste

trabalho, nenhum deles abordou de forma direta aos trabalhadores que estão em contato

com os equipamentos dos sistemas de comunicação móvel, e que portanto estão expostos a

níveis mais intensos que a população em geral.

2.4.3 – Grandezas e Unidades Relativas a Ondas Eletromagnéticas

Como já foi citado anteriormente no item 2.4.1, uma onda eletromagnética

consiste de um campo elétrico e um campo magnético, e de acordo com STEWART (2000)

no relatório do Grupo Especialista Independente em Telefones Móveis – IEGMP2.8, tem-se

que estes campos oscilam entre os seus valores de pico e zero. O tamanho de um campo

pode ser indicado tanto pela magnitude do pico, quanto pelo valor médio, mas se o campo

for uma função periódica, em que metade do seu período o campo seja positivo, e a outra

metade seja negativo, o seu valor médio poderá ser zero. Por isso é mais comum que seja

utilizado valores RMS (valores eficazes), que é igual ao valor de pico dividido por 1.4

( 2 )

O campo elétrico (E) é dado em V/m (Volts por metro) e o campo magnético

(H) é dado em A/m (Ampere por metro), mas também pode ser expresso pela densidade de

2.8 IEGMP – Independent Expert Group on Mobile Phone, grupo de estudo formado a pedido do governo do

Reino Unido para avaliar os estudos e evidências dos efeitos da radiação não ionizante.

15

fluxo magnético (B) dado em T (Tesla) ou em suas sub unidades mT e µT (mili e micro

Tesla sucessivamente) usualmente mais utilizadas. A correspondência entre o campo

magnético (H) e a densidade de campo magnético (B) é dada pela Eq. 2.1:

( ) ( )TmA BH µ3,1/ = (equação 2.1)

Se um objeto eletricamente carregado, como um íon, ou uma célula, é

exposto a um campo elétrico, este objeto sentirá uma força de magnitude proporcional ao

campo. Se for exposto a um campo magnético, este objeto somente sentirá a atuação de

uma força, se estiver em movimento dentro deste campo, sendo que a magnitude da força

neste caso será proporcional ao campo magnético e a velocidade em que se desloca através

do campo.

A densidade de potência (S), que é dada em W/m² (Watt por metro

quadrado) é outra grandeza física utilizada para mensurar os campos eletromagnéticos.

Pode ser facilmente encontrada suas sub unidades mW/m² e µW/m² (mili e microWatt por

metro quadrado sucessivamente).

Outras unidades que são necessárias conhecer, e que estão diretamente

ligadas a ondas e campos eletromagnéticos, são freqüência (f), cuja unidade é o Hz (Hertz)

e comprimento de onda (λ), cuja unidade é o m (metro) e suas sub unidades mm

(milímetro), µm (micrometro), etc.

A freqüência é definida como a quantidade de vezes em que uma onda

periódica repete o seu padrão, de zero a zero, ou de pico a pico, em um segundo, enquanto

que o comprimento de onda é definido como a distância percorrida por uma onda

igualmente periódica, onde um valor instantâneo (como um valor de pico, por exemplo)

volte a se repetir. Na prática, calcula-se o comprimento de onda como o valor inverso da

freqüência, como pode ser visto na Eq. 2.2.

16

f

1=λ (equação 2.2)

2.4.4 – Relação Watt x dBm

A grandeza que expressa a potência dos sinais elétricos é o Watt (W), sendo

que uma de suas sub unidades, o miliwatt (mW) é a que mais se adapta às medidas de

potência elétrica, realizadas em sistemas de telecomunicações.

BARRADAS (1983) afirma que mesmo o miliwatt é inconveniente como

medida de potência em telecomunicações, pois a potência sonora máxima de uma pessoa,

pode chegar a ser dez mil vezes maior que a potência sonora mínima dessa mesma pessoa,

numa conversação normal. Por este motivo, utilizar uma escala linear para exprimir

valores de potência para os sinais de telecomunicações, torna-se pouco prática.

Face ao exposto utiliza-se, de forma mais comum, o dBm para indicar os

valores de potência nos sistemas de telecomunicações. O dBm é o valor de uma potência P

qualquer expressa em termos da razão desta potência P e um valor de referência fixo, neste

caso um miliwatt.

BARRADAS (1983), mostra que se considerando na expressão da Eq. 2.3,

=

−1

log10q

qq P

PG (equação 2.3)

onde Gq é o ganho de um dado sistema de telecomunicações, Pq é a potência

em um dado estágio deste sistema e Pq-1 é a potência de referência, 1 mW, como citado

anteriormente, tem-se que esta relação passa a ser um valor absoluto de potência, indicando

o número de decibéis abaixo ou acima de 1mW.

17

Esta unidade é chamada dBm e a equação passa a ter a forma mostrada na

Eq. 2.4:

( )qPP log10= (dBm) (equação 2.4)

onde Pq é expresso em mW. A figura 2.3 apresenta um ábaco de relação

entre potências em Watt e dBm.

Potência dBm

1.000 W + 60

100 W + 50

10 W + 40

1 W + 30

100 mW + 20

10 mW + 10

1 mW 0

100 uW – 10

10 uW – 20

1 uW – 30

100.000 pW – 40

10.000 pW – 50

1.000 pW – 60

100 pW – 70

10 pW – 80

1 pW – 90

Figura 2.3 – Relação Watt x dBm

2.5 – ANTENAS

18

2.5.1 – Princípio de radiação

Uma antena, de uma forma simplificada, pode ser descrita como um

condutor de tamanho geralmente limitado pelo comprimento de onda a ser irradiado, seus

múltiplos e submúltiplos, que ao ser submetido a uma diferença de potencial sofre o

deslocamento de cargas elétrica em seu interior, causando assim a ocorrência de campos

elétricos e magnéticos simultaneamente, que de acordo com o que foi visto no item 2.4.1,

acabam por influenciar a região próxima a estes campos, causando novos deslocamentos de

cargas, e assim sucessivamente, permitindo a propagação destes campos, através da matéria

ou do vácuo.

Segunda a citação de STEWART (2000) no relatório do IEGMP2.9, as

propriedades de um campo eletromagnético muda de acordo com a distância da fonte

irradiante. Os campos eletromagnéticos são de análise mais simples quando estão a uma

distância de alguns poucos comprimentos de onda (λ), a partir desta distância tem a

chamada região de campo distante (para a faixa em que trabalham os sistemas móveis

celular, esta distância é da ordem de pouco mais de um metro).

Nesta região, uma onda eletromagnética consiste de um campo elétrico (E) e

um campo magnético (B) oscilando na mesma fase, ou seja, sem atrasos de um em relação

ao outro, e ainda na direção em que a potência da onda está se propagando, isto significa

que no ponto em que ocorre o pico do campo elétrico (E), ocorre também o pico do campo

magnético (B), e ambas as magnitudes destes campos estão relacionadas com a densidade

de potência da onda eletromagnética (S), pelas expressões que seguem na Eq. 2.5 e Eq. 2.6

377×= SE (equação 2.5)

377

SB = (equação 2.6)

2.9 IEGMP – Independent Expert Group on Mobile Phone, grupo de estudo formado a pedido do governo do

Reino Unido para avaliar os estudos e evidências dos efeitos da radiação não ionizante.

19

Para distâncias menores que as de campo distante, tem a chamada região de

campo próximo, onde a situação é bem mais complicada de se analisar, pois apesar da

quantidade de potência irradiada ser a mesma que a da região de campo distante, tem-se

uma quantidade de energia considerável sendo armazenada também nas vizinhanças da

antena. Então enquanto há energia sendo irradiada na direção de propagação, há também

energia circulando de um lado para outro ao longo da antena. Para facilitar a visualização,

veja a figura 2.4.

Fonte: STEWART, William – Independent Expert Group on Mobile Phones: Mobile Phones and Health

Figura 2.4 – Fluxo de energia em uma antena dipolo

Os campos elétricos e magnéticos, na região de campo próximo, ainda

permanecem perpendiculares entre si, mas não estão em fase, o que pode acarretar em

diferentes valores dos percebidos na região de campo distante. Daí a dificuldade em

conseguir definir e equacionar os campos elétricos e magnéticos na região de campo

próximo.

20

2.5.2 – Diagrama de Radiação

As antenas não precisam ter a mesma performance de irradiação em todas as

direções. A performance irá variar de acordo com o tipo de antena e mesma de acordo com

a construção da antena. Para visualizar a performance de irradiação de cada antena, utiliza-

se uma representação em coordenadas polares da intensidade de campo irradiada por uma

antena em todas as direções. A esta representação é dado o nome de Diagrama de

Radiação, ou Padrão de Radiação.

Cada tipo de antena apresenta um diagrama de radiação horizontal, e outro

vertical. Veja nas figura 2.5 e 2.6 os diagramas de radiação vertical e horizontal,

respectivamente, de uma antena típica do sistema móvel GSM2.10.

Fonte: www.rfs-kmp.com.br

Figura 2.5 – Diagrama de radiação vertical de uma antena típica GSM

2.10 GSM – Global System for Mobile communication (Sistema Global para Comunicação Móvel)

21

Fonte: www.rfs-kmp.com.br

Figura 2.6 – Diagrama de radiação horizontal de uma antena típica GSM

Um diagrama de radiação permite saber qual a direção em que a antena

irradia mais energia. O parâmetro que define a diretividade de uma antena, é o ângulo de

abertura. Este ângulo é definido pelos dois pontos onde o campo máximo cai de 0,707 do

seu valor (GOMES, 2000), desta forma quanto mais diretiva for a antena, menor será este

ângulo, e por conseqüência mais comprido será o lóbulo que representa a irradiação na

direção de maior radiação, veja a figura 2.7.

Figura 2.7 – Definição de ângulo de abertura em um diagrama de radiação

22

2.5.3 – Relação Frente-Costa e Ganho de Antenas

A Relação Frente-Costa, é o parâmetro que define a relação entre a potência

irradiada na direção de maior intensidade de campo, e a potência irradiada no sentido

contrário a desta direção. Este parâmetro é utilizado para identificar o quanto da potência

entregue a antena é irradiado para sua parte posterior. Isto nos ajudará na definição do

campo em que o trabalhador fica exposto, quando da montagem de novos equipamentos em

estações com outros equipamentos já em funcionamento.

Segundo GOMES (2000) a relação frente-costa é normalmente expressa em

dB pela relação dada na Eq. 2.7:

=

c

f

P

PRFC log10 (equação 2.7)

O ganho de uma antena, indica a sua capacidade de direcionar, com a

máxima eficiência, a potência recebida dos transmissores, ou seja, é o resultado do produto

da eficiência (η) pela diretividade (D), visto na Eq. 2.8.

DG ×= η (equação 2.8)

Onde, a eficiência (η) é dada na Eq. 2.9

rádiodorecebida

irradiada

P

P=η (equação 2.9)

e a diretividade (D) é dada na Eq. 2.10

isoE

ED = (equação 2.10)

23

Sendo, E o campo irradiado pela antena em uma determinada direção, e Eiso

o campo irradiado por uma antena isotrópica que recebesse a mesma potência (GOMES,

2000).

2.6 – O SISTEMA MÓVEL GSM

O sistema móvel GSM2.11 é um sistema de segunda geração, e foi

desenvolvido na Europa no final da década de 80 para substituir os vários padrões de

sistemas de primeira geração (sistemas analógicos), que existiam naquele continente. O

atual sistema instalado no Brasil, é considerado geração 2½, pois já passou por algumas

revisões, permitindo oferecer mais serviços (principalmente a transmissão de dados) aos

consumidores do já usual serviço de voz (telefonia), e pode trabalhar em duas faixas de

freqüências distintas, a de 900 MHz e a de 1800 MHz.

No ano de 2004, o mercado de telefonia móvel se firmou com a exploração

dos serviços por 05 grandes empresas, destas somente uma, não optou pelo sistema GSM,

como plataforma de atendimento ao Serviço Móvel Pessoal – SMP2.12, o que acarretou num

crescimento bastante significativo dos equipamentos GSM instalados em todo território

nacional.

2.6.1 – Componentes de um Sistema GSM

Um sistema GSM é composto basicamente pelos seguintes componentes:

Mobile Station – MS (estação móvel – aparelho celular); Base Transceiver Station –

BTS2.13 (estação rádio base – ERB); Base Station Controller – BSC (Controladora de

ERBs); Mobile Switch Centre – MSC (Central de Comutação Celular – CCC).

2.11 GSM – Global System for Mobile communication (Sistema Global para Comunicação Móvel) 2.12 Serviço Móvel Pessoal – SMP é o nome designado pela ANATEL à modalidade de exploração do serviço

de telefonia celular 2.13 BTS – Base Transceiver Station, é o mesmo que ERB – Estação Radio Base, entretanto o termo BTS é

mais utilizado no sistema GSM

24

Na figura 2.8 pode-se visualizar a função e a interconexão entre estes

componentes, nesta figura há ainda outros componentes que não fazem parte do sistema

GSM. São componentes que permitem a comunicação do sistema GSM com a rede de

telefonia convencional, a saber o Gateway – GW (central trânsito) e o Point Signaling

Transfer Network – PSTN (rede de sinalização).

Fonte: ALCATEL – Apostila curso sistema GSM (com adaptações)

Figura 2.8 – Componentes de um sistema GSM

A BTS2.14 será um dos focos deste estudo, pois é a parte do sistema que

contém os rádios transceptores, e que, por sua vez, estão conectados às antenas, através de

cabos e guias de onda. Para ilustração do que seja uma BTS, veja a figura 2.9, que traz a

foto de uma BTS, nela os rádios transceptores.

2.14 BTS – Base Transceiver Station, é o mesmo que ERB – Estação Radio Base

25

Figura 2.9 – Visualização interna de uma BTS

2.6.2 – Instalação de uma BTS

A BTS pode ser instada de duas maneiras, abrigada em uma sala climatizada

de uma estação (são as chamadas “BTS indoor” , veja figura 2.10), ou em um gabinete tipo

armário, especialmente preparado para ser instalado ao tempo (são as chamadas “BTS

outdoor”, veja figura 2.11). As “BTS outdoor”, podem ainda ser instaladas junto a torres

metálicas ou postes, que sustentarão as antenas, ou ainda no topo de um edifício, junto a um

pequeno mastro de sustentação das antenas, nestes casos são chamadas de “rooftop” .

26

Figura 2.10 – Visualização externa de uma “BTS indoor”

Figura 2.11– Visualização externa de uma “BTS outdoor”

Nos casos “outdoor”, a instalação é efetuada geralmente em duas etapas,

sendo a primeira a instalação física da BTS, ou seja da infraestrutura necessária a fixação,

aterramento e alimentação do gabinete, e logo após a segunda etapa, a instalação do sistema

27

irradiante, que consiste na fixação das antenas na torre, poste ou mastro, lançamento e

fixação dos cabos ou guias de onda, confecção dos conectores de RF em ambas as

extremidades dos cabos ou guias de onda, teste de qualidade dos cabos e conectores, e por

fim conexão das antenas, cabos e rádios transceptores para teste e ativação da BTS.

Em 90% do tempo necessário a execução desta segunda etapa, há pelo

menos um trabalhador, geralmente trabalham em dupla, no topo da torre ou poste, para

fazer o serviço de fixação das antenas e cabo ou guias de onda, e a confecção dos

conectores também no topo. Veja na figura 2.12 um exemplo dos conectores são

confeccionados tanto no topo da torre ou poste, quanto junto a BTS, para conexão do rádio

transceptores aos guias de onda ou cabos de RF2.15.

Figura 2.12 – Detalhe de conectores de RF interligando cabos dos rádios transceptores

aos guias de onda

Mesmo durante os testes de qualidade do cabo, há um trabalhador posto no

topo da torre ou poste, pois caso o cabo seja recusado no teste de qualidade, este

trabalhador providenciará a troca do conector ou até mesmo o lançamento de um novo

cabo, caso seja necessário. 2.15 RF – Rádio Freqüência

28

2.7 – EVIDÊNCIAS CIENTÍFICAS DO EFEITO DA RADIAÇÃO

ELETROMAGNÉTICA

Os efeitos biológicos da radiação eletromagnética têm sido estudados desde

a década de 70, com estudos epidemiológicos analisando os efeitos de radiação na faixa de

microondas, sobre a reprodução humana. Entretanto, ainda hoje o assunto é controverso,

pois não se tem uma definição, mesmo no meio acadêmico ou médico, sobre a relação entre

a exposição à radiação eletromagnética e o surgimento de certos tipos de doenças, como o

câncer por exemplo. Assim como não foi comprovada também, que esta exposição não

causa danos à saúde.

Envolvido nestas pesquisas, há duas grandes organizações, a Organização

mundial da Saúde – OMS, que patrocina um grupo de estudos sobre o assunto, chamado de

EMF – Eletromagnetic Fields, desde 1996, e a agência americana que regula alimentação e

medicamentos, Food and Drug Administration – FDA. Esta declarou recentemente que não

aceita o argumento de que não há comprovação científica de que a exposição à radiação

eletromagnética pode causar efeito adverso. Como não se comprovou também que o uso

destes equipamentos não apresenta riscos a saúde, cabe, segundo a FDA, empreender

significativos esforços de pesquisa para chegar a um diagnóstico mais confiável sobre o

assunto (TAVARES, 2004).

Reconhecidamente, os efeitos causados por radiação eletromagnética,

podem ser divididos em dois grupos, os efeitos térmicos, e os não térmicos que serão

verificados nos itens a seguir.

29

2.7.1 – Efeitos Térmicos

Na faixa de freqüência em que se situam os sistemas móveis, especialmente

o sistema GSM, o principal efeito da absorção de energia eletromagnética é o aquecimento

dos tecidos expostos a esta radiação, o que pode causar a exaustão e choque térmico, caso

este aquecimento chegue ou supere um aumento de 2ºC.

A força produzida por um campo elétrico em objetos carregados

eletricamente, como os íons presentes no corpo humano, faz com que eles se movam,

resultando em uma corrente elétrica, e a resistência elétrica dos tecidos por onde passa esta

corrente, fazem com que ocorra uma dissipação de potência, por efeito Joule (STEWART,

2000).

Estudos realizados com trabalhadores em ambientes termicamente

estressantes mostraram que a elevação da temperatura corporal, até níveis próximos a

estresse fisiológicos devido ao calor, priora o desempenho de tarefas simples (RANSEY e

KWON, 1988 apud TAVARES, 2004). Isto pode agravar se o trabalhador estiver

realizando tarefas em cima de uma torre ou poste, pois aumenta consideravelmente o risco

de acidente de trabalho.

MOULDER (2004) cita outros efeitos do aquecimento em suas FAQ2.16, tais

como cataratas, queimaduras na pele de primeiro e segundo graus, exaustão e insolação por

aquecimento.

2.7.2 – Efeitos não Térmicos

Vários estudos procuraram relacionar a exposição à radiação

eletromagnética a ocorrência de câncer, dores de cabeça, ou mesmo efeitos adversos a

2.16 FAQ – Frequent Asked Questions (Perguntas Mais Freqüentes)

30

reprodução humana, entretanto nenhum deles obteve êxito total, não podendo ser replicados

com resultados semelhantes.

Dentre estes estudos, MORGAN et al 2000 apud MOULDER 2004, estudou

todas as causas de mortalidade entre os funcionários da Motorola, fabricante de

equipamentos de telefonia celular, principalmente as mortes por câncer no cérebro,

linfomas e leucemia. Baseados na função de cada empregado, estes foram classificados em

grupos de alta, média, baixa e insignificante exposição à radiação eletromagnética. Para os

grupos com alta e média exposição à radiação eletromagnética, não houve aumento nos

índices de incidência de câncer no cérebro ou linfomas e leucemia. Os picos ou valores

médios dos níveis de radiação não são conhecidos, pois como foi dito, este estudo

classificou conforme a função dos empregados.

Até mesmo os estudos com cobaias em laboratórios não puderam relacionar

a incidência de câncer, ou outros efeitos adversos, a exposição à radiação eletromagnética,

de forma convincente, ou mesmo de forma clara, com parâmetros bem definidos.

2.8 – DOSIMETRIA

Os campos eletromagnéticos penetram no corpo com uma extensão que

diminui com o aumento da freqüência. Para entender os efeitos que estes campos causam

nos tecidos biológicos, a magnitudes destes campos tem que ser determinadas dentro das

várias partes do corpo que estão expostas.

Isto requer o conhecimento das propriedades elétricas dos diferentes tipos de

tecidos, e uma vez que isto esteja determinado, é possível calcular o campo elétrico (E) e

magnético (B), em qualquer parte do corpo, causado por uma fonte de radiação qualquer,

tal como um aparelho celular.

A taxa em que esta energia é absorvida por uma massa de tecido (m) é

chamada de Taxa de Absorção Específica de Energia (SAR – Specific Energy Absortion

Rate) e é igual a Eq. 2.11:

31

ρσ 2Em

SAR= (equação 2.11)

Onde (σ) e (ρ) são, respectivamente, a condutividade e a densidade do tecido

e (E) é o valor rms (eficaz) do campo elétrico. A unidade da SAR é W/Kg. Esta taxa varia

de um ponto para outro no corpo, porque o campo elétrico varia de acordo com a posição e

porque a condutividade também varia de acordo com o tipo de tecido. A densidade é

praticamente a mesma para todos os tipos de tecidos, com exceção ao osso.

Uma vez que os valores aproximados da condutividade, para a freqüência de

900 MHz, e densidade dos tecidos do corpo humano, são 1 S/m e 0,001 Kg/m³,

respectivamente, o valor típico de um campo elétrico necessário para produzir uma SAR de

1 W/Kg é por volta de 30 V/m. O valor da condutividade para freqüência de 1800 MHz, é

maior, portanto um campo elétrico da ordem de 25 V/m já é suficiente para causar a mesma

SAR.

2.9 – RESOLUÇÃO 303/02 DA ANATEL

A Agência Nacional de Telecomunicações – ANATEL regulamentou a

limitação da exposição a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos na faixa de

radiofreqüências entre 9 KHz e 300 GHz, através de sua resolução de número 303 de 2 de

julho de 2002 (ver anexo I). Esta resolução foi baseada nas diretrizes propostas pela

ICNIRP2.17, que já tinham sido adotadas pela ANATEL, mas somente regulamentadas com

a edição da resolução.

Esta resolução veio suprir a necessidade de estabelecer limites e de definir

métodos de avaliação e procedimentos a serem observados quando do licenciamento de

estações de radiocomunicação, no que diz respeito à exposição campos elétricos,

2.17 ICNIRP – Comissão Internacional de Proteção a Radiação não ionizante

32

magnéticos e eletromagnéticos de radiofreqüências associados à operação de estações

transmissoras de serviços de telecomunicações.

A resolução 303 prevê dois tipos de exposição para controle dos limites, a

exposição ocupacional ou exposição controlada, e a exposição pela população em geral ou

exposição não controlada. Os limites são mais rígidos para a exposição pela população em

geral, pois a resolução parte do princípio que os profissionais que trabalham com

equipamentos rádio transmissores são pessoas perfeitamente saudáveis, e que conheçam os

riscos a que estão expostos, quando estão desempenhando suas funções, e desta forma

podem exercer controle de sua exposição ou permanência no local.

Esta mesma resolução estabelece ainda prazos para verificação e adequação

de todas as estações licenciadas para uso pela ANATEL. Exigindo também que toda nova

estação que se enquadre nos termos desta resolução deverá apresentar os resultados,

medidos ou calculados, dos níveis de radiação que a futura estação emitirá, para que esta

seja licenciada.

2.9.1 – Limites de Exposição Estabelecidos pela Resolução 303/02

Conforme visto, a resolução 303/02 da ANATEL veio estabelecer limites

para exposição à radiação eletromagnética emitida por equipamentos de sistemas de

telecomunicações. Tais limites podem ser descritos em valores de campo elétrico E, campo

magnético H, e densidade de potência equivalente a onda plana, e ainda em valores de

SAR2.18.

Pode-se observar estes valores limites nas tabelas que se seguem, os valores

da tabela 2.1 para campo elétrico E, campo magnético H, e densidade de potência, enquanto

os da tabela 2.2, para SAR

2.18 Taxa de Absorção Especifica de energia (Sapecific energy Absortion Rate – SAR)

33

Tabela 2.1 – Limites para exposição ocupacional e da população em geral a radiação

eletromagnética na faixa de freqüência entre 9 KHz e 300 GHz.

(valores não perturbados)

Faixa de radiofreqüências

Intensidade de Campo, E (V/m)

Intensidade de Campo, H (A/m)

Densidade de potência da onda plana

equivalente Seq (W/m²) Exposição ocupacional

População em geral

Exposição ocupacional




9 KHz a 65 KHz

610 87 24,4 5 --- ---

0,065 MHz a 1 MHz

610 87 1,6/f 0,73/f --- ---

1 MHz a 10 MHz

610/f 87/f½ 1,6/f 0,73/f --- ---

10 MHz a 400 MHz

61 28 0,16 0,073 10 2

400 MHz a 2000 MHz

3f½ 1,375f½ 0,008f½ 0,0037f½ f/40 f/200

2 GHz a 300 GHz

137 61 0,36 0,16 50 10

Fonte: Resolução 303/02 da ANATEL

Na aplicação dos valores da tabela 2.1, devem ser considerados os seguintes

aspectos:

I. f é o valor da freqüência, cuja unidade deve ser a mesma indicada na

coluna da faixa de freqüências.

II. Os limites de exposição estabelecidos se referem às médias espacial e

temporal das grandezas indicadas.

III. Para freqüências entre 100 KHz e 10 GHz, o período de tempo a ser

utilizado para cálculo da média temporal é de 6 (seis) minutos.

IV. Para freqüências acima de 10 GHz, o período de tempo a ser utilizado

para cálculo da média temporal é de 68/f1,05 minutos (f em GHz).

V. Para freqüências abaixo de 100 KHz, o conceito de média temporal não

se aplica uma vez que, para estas freqüências, os principais efeitos da

exposição a campos eletromagnéticos são os estímulos neurológicos

instantâneos.

34

VI. Para freqüências superiores a 10 MHz a média dos picos da densidade de

potência da onda plana equivalente calculada no intervalo de duração do

pulso não deve exceder a 1000 (mil) vezes as restrições de Seq ou a

intensidade de campo não deve exceder a 32 (trinta e duas) vezes os níveis

de exposição indicados para intensidade de campo.

VII. Valores não perturbados são aqueles medidos na ausência de indivíduos

potencialmente expostos e sem a introdução de objetos absorvedores ou

refletores de campos eletromagnéticos durante o processo de medição.

Tabela 2.2 – Restrições básicas para exposição de campos eletromagnéticos, na faixa de

freqüências entre 9 KHz e 10 GHz.

Características de exposição

Faixas de freqüências

Densidade de corrente para

cabeça e tronco mA/m² (rms)

SAR média do

corpo inteiro W/kg

SAR localizada (cabeça e troncos)

W/kg

SAR localizada (membros)

W/kg


9 KHz a 100 KHz f/100 --- --- --- 100 KHz a 10 MHz f/100 0,4 10 20 10 MHz a 10 GHz --- 0,4 10 20

Exposição da população em geral

9 KHz a 100 KHz f/500 --- --- --- 100 KHz a 10 MHz f/500 0,08 2 4 10 MHz a 10 GHz --- 0,08 2 4


Na aplicação da tabelas 2.2 devem ser considerados os seguintes aspectos:

I. f é o valor da freqüência, em hertz

II. As densidades de corrente devem ser calculadas pela média tomada sobre

uma seção transversal de 1 (um) centimetro quadrado, perpendicular à

direção da corrente.

III. Para freqüências até 100 KHz, as restrições básicas, em valores de pico

da densidade de corrente, podem ser obtidos multiplicando-se o valor eficaz

(rms) por 2 . Para emissões de sinais pulsados, com pulsos de duração tp,

a freqüência equivalente a ser usada nas restrições básicas deve ser

calculada pela expressão da Eq. 2.12:

35

ptf

2

1= (equação 2.12)

IV. Todos os valores de SAR devem ter sua média temporal avaliada ao

longo de qualquer período de 6 (seis) minutos

V. No cálculo de SAR localizada deve ser utilizada uma massa de 10 (dez)

gramas de tecido contíguo. O valor máximo de SAR assim obtido deve ser

inferior ao valor correspondente na tabela 2.2

Para ambas tabelas, a resolução adverte, que no caso de indivíduos sujeitos a

exposição ocupacional, e que não tenham recebido treinamento ou não estejam cientes da

sua exposição à radiação eletromagnética, aplicam-se os limites de exposição para

população em geral.

2.9.2 – Cálculo da Distância para Atendimento aos Limites de Exposição

Para o cálculo teórico relativo ao campo eletromagnético de uma estação, a

ANATEL definiu, através de sua resolução 303/02, que deverão ser utilizados os valores

máximos autorizados dos parâmetros de transmissão para aquela estação. Estes parâmetros

constam de uma licença para funcionamento emitida pela ANATEL para cada estação, que

a concessionária ou licenciada implantar com equipamentos de telecomunicações. A

concessionária ou licenciada deve solicitar o licenciamento da estação informando os

parâmetros, quantidade e capacidade dos equipamentos nela instalados. É possível

visualizar uma destas licenças no anexo II.

A tabela 2.3 mostra de forma simplificada, expressões para o cálculo de

distâncias mínimas das antenas, em que se pode admitir que os limites de exposição à

radiação de campo eletromagnético são atendidos. Esta tabela é para efeito de avaliação

teórica, e contempla equipamentos operando em freqüência superior a 1MHz.

36

Tabela 2.3 – Expressões para cálculo de distâncias mínimas a antenas de estações

transmissoras, para atendimento aos limites de Exposição em Geral e Ocupacional.

Faixa de freqüência

Exposição em Geral

Exposição Ocupacional

1 MHz a 10 MHz

r = 0,10√(eirpxf) r = 0,129√(erpxf) r = 0,0144xfx√(eirp) r = 0,0184xfx√(erp)

10 MHz a 400 MHz

r = 0,319√(eirp) r = 0,409√(erp) r = 0,143√(eirp) r = 0,184√(erp)

400 MHz a 2.000 MHz

r = 6,38√(eirp/f) r = 8,16√(erp/f) r = 2,92√(eirp/f) r = 3,74√(erp/f)

2.000 MHz a 300.000 MHz

r = 0,143√(eirp) r = 0,184√(erp) r = 0,0638√(eirp) r = 0,0819√(erp)

r é a distância mínima da antena, em metros; f é a freqüência, em MHz; erp é a potência efetiva irradiada na direção de maior ganho da antena, em Watt eirp é a potência equivalente isotropicamente irradiada na direção de maior ganho da antena, em Watt


As expressões contidas na tabela 2.3 foram derivadas do modelo de

propagação mostrado na Eq. 2.13, utilizado para a região de campo distante:

24

56,264,1

r

erpS

××××=

π (equação 2.13)

ou, ainda da Eq. 2.14, que mostra em função da potência equivalente

isotropicamente,

24

56,2

r

eirpS

×××=

π (equação 2.14)

onde:

S é a densidade de potência, em W/m²

erp é a potência efetiva irradiada, em W

eirp é a potência equivalente isotropicamente irradiada, em W

r é a distância da antena, em m

37

2,56 é o valor do fator de reflexão, que leva em conta a possibilidade de que

campos refletidos possam se adicionar em fase ao campo incidente direto.

A resolução 303/02 aborda ainda no seu capítulo IV, os métodos de medição

que deverão ser utilizados para aferição dos níveis de campos eletromagnéticos. Face a

dificuldade em se conseguir aparelhos de medição devidamente calibrados, este método não

será utilizado no presente trabalho, portanto este método não será descrito.

Faz-se necessário enfatizar que a medição dos valores de campo elétrico

e/ou magnéticos são situações ideais para se definir o risco a que estarão submetidos os

trabalhadores que venham a subir em torres ou postes para o desempenho de suas funções,

pois para se calcular estes valores é preciso fazer algumas considerações, como potência de

operação dos rádios transceptores, perda no acoplamento dos cabos ou guias de onda,

interatividade entre os vários sistemas existentes na torre ou poste, que nem sempre trazem

resultados próximos a realidade que será mostrada em uma medição.

38

3 – METODOLOGIA

3.1 – TIPO DE ESTUDO

O trabalho desenvolvido consistiu em um estudo de caso em algumas

estações que integram a rede do sistema móvel da grande Cuiabá de uma operadora que

será chamada de OPERADORA A. No total foram 4 (quatro), as estações estudadas, onde

se procurou definir as distâncias mínimas de segurança, para exposição a irradiação de

campos eletromagnéticos provenientes das antenas da rede do sistema GSM desta

operadora, aos trabalhadores cuja função seja a montagem, ou até mesmo manutenção

corretiva, deste tipo de sistema no topo das torres ou postes.

O estudo consistiu ainda da comparação das distâncias entre as antenas

existentes nas torres ou postes, com o intuito de verificar a intensidade dos campos a que

serão expostos os trabalhadores que vierem a praticar alguma intervenção nos demais

sistemas que compartilham, ou que vierem a compartilhar, a infraestrutura com a

OPERADORA A.

3.2 – LOCAL DO ESTUDO

Como já foi citado o estudo ocorreu em 4 (quatro) estações da OPERADOA

A, listadas na tabela 3.1.

39

Tabela 3.1 – Lista das estações avaliadas da OPERADORA A

Denominação3.1 Cidade Compartilhamento com operadoras

MT_CBA_001B Cuiabá OPERADORA B

MT_CBA_002C Cuiabá OPERADORA C

MT_CBA_003D Cuiabá OPERADORA D

MT_VAZ_004A Várzea Grande OPERADORA D3.2

3.3 – POPULAÇÃO ESTUDADA

A subida em torres ou postes, seja para montagem ou manutenção em

sistemas irradiantes, expõe o trabalhador a níveis bem maiores de radiação, do que os

trabalhadores que desempenham as suas funções no solo, ou dentro das estações de

telecomunicações. Para o presente estudo foram eleitos como público alvo os montadores

de sistemas irradiantes em torres ou postes, que devido a fatores econômicos das empresas,

têm desempenhado suas funções em estações compartilhadas, onde já existem outros

sistemas irradiantes em funcionamento.

Estes trabalhadores são geralmente técnicos de nível médio, e auxiliares

técnicos de conhecimento prático sem formação curricular, e trabalham em grupos de 04

(quatro) ou 05 (cinco) trabalhadores, divididos em 02 (dois) auxiliares, 02 (dois)

montadores e eventualmente 01 (um) supervisor, que pode ter formação de nível superior

na área de engenharia.

Ao contrário das equipes de manutenção, que são mantidas ao longo do

período em que o sistema estiver em funcionamento, as equipes de montagem trabalham

sob a demanda de crescimento da rede de equipamentos que provêm o serviço de telefonia

3.1 As denominações aqui utilizadas são ficticias, somente para fazer a distinção entre as estações 3.2 Esta estação pertence a OPERADORA A, entretanto é feito compartilhamento com a OPERADORA D, as

demais pertencem às empresas com quem a OPERADORA A faz compartilhamento.

40

móvel, desta forma é difícil quantificar, e muito mais ainda controlar a quantidade de

trabalhadores que estão desempenhando suas funções neste ramo.

Cabe ressaltar, que uma vez montado os equipamentos, dificilmente as

equipes de manutenção terão a necessidade de subir nas torres para efetuar alguma

manutenção corretiva, uma vez que são os rádios que mais oferecem sensibilidade às

adversidades climáticas que afligem os equipamentos de um sistema móvel. Em função do

exposto, foram eleitos como público alvo do presente estudo, o grupo dos montadores de

sistemas irradiantes.

3.4 – COLETA DE DADOS

Os dados foram coletados junto ao Departamento de Projeto e Implantação

de Rede, OPERADORA A. Este departamento é o responsável pela implantação e

ampliação da rede convencional e celular. É ainda responsável pelo licenciamento das

estações junto a Agência Nacional de Telecomunicações – ANATEL, portanto é um ponto

de concentração dos dados necessários ao presente estudo.

Para o cálculo proposto, foram coletados dados dos rádios transceptores,

como quantidade de rádios por setor e por BTS, e máxima potência de cada rádio

transceptor. Foram coletados também dados sobre as antenas utilizadas em cada estação,

como ganho, relação frente-costa, diagrama de radiação, etc (no caso das antenas foi

consultado o “site” do fabricante na internet, para coleta de alguns dados, constantes do

manual do equipamento).

A apresentação dos dados será feita no item 4, juntamente com o tratamento

(cálculo das distâncias propostas) e análise deste.

41

4 – APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS

4.1 – DADOS DAS ESTAÇÕES ESTUDADAS

Para calcular a distância mínima das antenas das estações em estudo, de

forma que garanta aos limites de exposição, é preciso ter a definição dos valores de alguns

parâmetros, que serão listados a seguir. Cabe ressaltar que os dados apresentados serão

sempre relativos aos equipamentos da OPERADORA A, cujas estações estão no foco deste

estudo.

A análise ideal de uma estação envolve o conhecimento de todos os

equipamentos que nela estão ativos, entretanto pela complexidade, e volume de dados, além

da dificuldade em se conseguir estes dados, não foi possível que este estudo atingisse este

ponto ideal. Isto, entretanto, não invalida a presente análise.

Na tabela 4.1 constam os dados relativos a estação MT_CBA_001B. É uma

estação compartilhada com a OPERADORA B, que é a proprietária da infraestrutura

compartilhada. Nesta estação, junto ao sistema da GSM OPERADORA A, estão também

instalados outros dois sistemas da OPERADORA B, um sistema TDMA e outro sistema

GSM.

Em geral, as operadoras mais antigas, necessitam manter em sua planta de

equipamentos, sistemas mais antigos convivendo com os mais modernos, em função de que

é, na prática, impossível fazer com que todos os clientes troquem seus aparelhos, para

migrar de tecnologia, daí a necessidade de haver dois sistemas de uma mesma empresa nas

estações.

42

Tabela 4.1 – Parâmetros e valores da estação MT_CBA_001B

Parâmetro Valor

Potência máxima dos rádios transceptores 30 w Quantidade de rádios transceptores por setor 2 Faixa de freqüência utilizada na transmissão 1835 - 1850 Tipo de antena utilizada APX186515-2T2 da RFS Ganho da antena (dBi) 17,5 Relação frente-consta da antena 25

Na tabela 4.2 constam os dados de uma estação da MT_CBA_002C,

compartilhada com a OPERADORA C que é a proprietária da infraestrutura. Nesta

convivem somente um sistema de cada empresa, sendo ambos sistemas GSM.

Tabela 4.2 – Parâmetros e valores da estação MT_CBA_002C

Parâmetro Valor


A tabela 4.3 apresenta os dados de uma estação compartilhada com a

OPERADORA D, é a MT_CBA_003D, cujo endereço é o topo de um edifício desta

operadora. Nesta estação convivem também 3 (três) sistemas distintos, dois da

OPERADORA D sendo um CDMA e outro TDMA, e o da OPERADORA A, que é um

sistema GSM, neste caso temos a BTS em uma configuração de instalação do tipo

“rooftop”.

43

Tabela 4.3 – Parâmetros e valores da estação MT_CBA_003D

Parâmetro Valor


Na tabela 4.4, uma estação da OPERADORA A, compartilhada com a

OPERADORA D. Mais uma vez 3 (três) sistemas distintos numa mesma torre. Nesta

estação o sistema da OPERADORA A, trabalha com as duas faixas de freqüências

possíveis de ser utilizadas por um sistema GSM, a faixa de 900 MHz e a de 1800 MHz. A

faixa de 1800 MHz é geralmente utilizada para áreas com grandes concentrações urbanas,

pois tem maior capacidade de tráfego de ligações, enquanto a faixa de 900MHz é utilizadas

em áreas rurais ou áreas em que se precise maior alcance, e com menor tráfego de ligações.

Em função desta diferenciação na utilização das faixas de 900 MHz e

1800 MHz, tem-se também diferentes valores máximos de potência de trabalho para os

rádios transceptores. Um parâmetro que não pode ser negligenciado neste caso é a

freqüência de operação dos rádios transceptores, pois este influencia diretamente no

resultado do cálculo da distância mínima que assegure a exposição dentro dos limites

impostos pela resolução 303/02 da ANATEL.

44

Tabela 4.4 – Parâmetros e valores da estação MT_VAZ_004A

Parâmetro Valor

Potência máxima dos rádios transceptores 60 w (em 900 MHz) 30 w (em 1800 MHz)

Quantidade de rádios transceptores por setor 1 (em 900 MHz) 2 (em 1800 MHz)

Faixa de freqüência utilizada na transmissão 957,5 – 960 MHz 1835 – 1850 MHz

Tipo de antena utilizada APX13G0-15D2B-2 da RFS Ganho da antena (dBi) 14,5 (em 900 MHz)

17,5 (em 1800 MHz) Relação frente-consta da antena 25

4.2 – CÁLCULO DAS DISTÂNCIAS

No cálculo das distâncias mínimas das antenas, foram considerados os

rádios transceptores trabalhando em sua potência máxima, pois nesta hipótese tem-se o

maior risco para o trabalhador. Outra consideração necessária, foi sobre a quantidade de

rádios transceptores existentes por setor/antena, que no seu pior caso podem estar operando

simultaneamente, causando assim um acúmulo de suas potências na antena. Desta forma a

eirptotal será o somatório das eirp4.1 de cada rádio conectado a antena. Ainda no cálculo de

eirptotal, não foi considerada a atenuação no cabo ou guia de onda sobre a potência entregue

na antena, considerando assim esta potência igual à potência de saída dos rádios

transceptores. Todos os cálculos foram executados segundo as equações da tabela 2.3.

4.1 Potência isotropicamente equivalente irradiada (equivalent isotropicaly radiating power – eirp), na direção

de maior ganho da antena.

45

Na tabela 4.5 é apresentado o resultado dos cálculos para determinação das

distâncias mínimas das antenas para a estação MT_CBA_001B.

Tabela 4.5 – Valores calculados das distâncias mínimas das antenas para a estação

MT_CBA_001B

PARÂMETRO MT_CBA_001B

Nº de TRX 2 Potência do TRX 30 W Potência total do TRX 60 W Potencia total em dBm 47,78 dBm Ganho antena em dBi 17,5 dBi EiRP total em dBm 65,28 dBm Relação frente-costa antena 25 dB EiRP traseira total em dBm 40,28 dBm EiRP total em watt 3.374,05 W EiRP traseira total em watt 10,67 W Freqüência de operação 1.835 MHz Distância frontal ocupacional 3,96 m Distância frontal em geral 8,65 m Distância traseira ocupacional 0,22 m Distância traseira em geral 0,49 m Densidade de potência frontal ocupacional 43,83 W/m² Densidade de potência frontal em geral 9,19 W/m² Densidade de potência traseira ocupacional 44,91 W/m² Densidade de potência traseira em geral 9,05 W/m² Campo elétrico frontal ocupacional 128,55 V/m Campo elétrico frontal em geral 58,85 V/m Campo elétrico traseira ocupacional 130,12 V/m Campo elétrico traseira em geral 58,42 V/m Campo magnético frontal ocupacional 0,34 A/m Campo magnético frontal em geral 0,16 A/m Campo magnético traseira ocupacional 0,35 A/m Campo magnético traseira em geral 0,15 A/m

Os cálculos da Densidade de Potência, Campo Elétrico e Campo Magnético,

foram efetuados para as distâncias mínimas frontais e traseiras das antenas, para exposição

ocupacional e exposição do público em geral, utilizando as equações 2.14, 2.5 e 2.6.

46

Os cálculos referentes a estação MT_CBA_002C, estão apresentados na

tabela 4.6.


MT_CBA_002C

PARÂMETRO MT_CBA_002C

Nº de TRX 2 Potência do TRX 30 W Potência total do TRX 60 W Potencia total em dBm 47,78 dBm Ganho antena em dBi 17,5 dBi EiRP total em dBm 65,28 dBm Relação frente-costa antena 25 dB EiRP traseira total em dBm 40,28 dBm EiRP total em watt 3.374,05 W EiRP traseira total em watt 10,67 W Freqüência de operação (MHz) 1.835 MHz Distância frontal ocupacional 3,96 m Distância frontal em geral 8,65 m Distância traseira ocupacional 0,22 m Distância traseira em geral 0,49 m Densidade de potência frontal ocupacional 43,83 W/m² Densidade de potência frontal em geral 9,19 W/m² Densidade de potência traseira ocupacional 44,91 W/m² Densidade de potência traseira em geral 9,05 W/m² Campo elétrico frontal ocupacional 128,55 V/m Campo elétrico frontal em geral 58,85 V/m Campo elétrico traseira ocupacional 130,12 V/m Campo elétrico traseira em geral 58,42 V/m Campo magnético frontal ocupacional 0,34 A/m Campo magnético frontal em geral 0,16 A/m Campo magnético traseira ocupacional 0,35 A/m Campo magnético traseira em geral 0,15 A/m

47

A estação MT_CBA_003D, por ter mais rádios transceptores equipados na

sua BTS4.2, apresentou no resultado dos cálculos, valores maiores para as distâncias

mínimas das antenas. Entretanto a diferença não se apresentou muito significativa,

principalmente para as distâncias traseiras das antenas.


MT_CBA_003D

PARÂMETRO MT_CBA_003D


4.2 BTS – Base Trasnceiver Station, é o mesmo que ERB – Estação Radio Base

48


MT_VAZ_004A

PARÂMETRO MT_VAZ_004A


Para a estação MT_VAZ_004A, foram calculadas as distâncias relativas às

duas faixas de freqüências em que opera a estação, e a faixa de 1800 MHz (resultados da

tabela) se apresentou mais restritiva. Isto se deu em função de que operam 2 (dois) rádios

transceptores nesta faixa, enquanto que na faixa de 900 MHz opera somente 1 (um). Outro

fator que influenciou foi a diferença entre o ganho da antena para as duas faixas: 17,5 dBi

49

para 1800 MHz e 14,5 dBi para 900 MHz. Este parâmetro influencia diretamente na

potência irradiada pela antena.

Para comprovação da eficácia das distâncias mínimas das antenas, foram

calculadas para estas distâncias, os valores de Densidade de Potência, de Campo Elétrico, e

de Campo Magnético aplicando as equações 2.14, 2.5 e 2.6, comparando aos valores de

referência indicados pela tabela 2.1 para a freqüência de 1.835 MHz, que é freqüência mais

restritiva de operação dos rádios transceptores. Os valores de referência, para esta

freqüência, são dados na tabela 4.9.

Tabela 4.9 – Valores de referência de Densidade de Potência, Campo Elétrico e Campo

magnético, na freqüência de 1.835 MHz

PARÂMETRO Ocupacional Em geral

Densidade de Potência em W/m² 45,87 9,75 Campo Elétrico em V/m 128,51 58,90 Campo Magnético em A/m 0,34 0,16

4.3 – ANÁLISE DAS ESTAÇÕES

Os valores apurados com os cálculos, definem distâncias bastante simples de

serem alcançadas para que os trabalhadores estejam dentro dos limites de exposição

especificados pela resolução ANATEL.

Como se pode observar na figura 4.1 (estação MT_CBA_001B), mesmo que

esta não apresente uma referência numérica, as antenas estão a uma distância bem superior

às distâncias calculadas para se assegurar o limite de exposição.

50

Figura 4.1 – Disposição das antenas na torre da estação MT_CBA_001B

Neste “site” a situação mais delicada de exposição ocupacional encontra-se

justamente nas plataformas de descanso, pois as antenas do sistema TDMA estão montadas

na mesma altura que estas plataformas (ver detalhe em verde). E no caso da plataforma de

descanso, no topo do poste, além das antenas TDMA, temos montadas num mastro acima

as antenas GSM da OPERADORA B, cuja radiação frontal incide também nesta

plataforma. Para este caso o ideal seria efetuar uma medição da intensidade de campo

elétrico nestas plataformas, pois isto indicaria de forma bem precisa o nível de radiação a

que um trabalhador ficaria exposto, quando de sua estada em uma destas plataformas.

Das estações estudadas a MT_CBA_002C, que é mostrada na figura 4.2, é

que menos oferece risco de exposição, pois não há sistemas ativos junto a plataforma de

descanso intermediaria. Somente junto a plataforma do topo, é que se tem as antenas do

sistema GSM da OPERADORA C.

51

Figura 4.2 – Disposição das antenas na torre da estação MT_CBA_002C

Numa eventual montagem de um novo sistema neste poste, o local mais

propício para tal montagem seria no mastro que encontra-se no topo. E neste caso, tem-se

uma situação de exposição ao campo na parte traseira da antena. Esta seria uma situação de

risco considerável, em que seria necessário fazer uma medição para verificar o nível de

exposição a que o trabalhador ficaria exposto.

A figura 4.3, contempla a estação MT_CBA_003D da OPERADORA D.

Como citado anteriormente, trata-se de uma instalação do tipo “rooftop” , pois a BTS está

localizada no topo do edifício (canto inferior direito da figura 4.3). É possível visualizar

ainda nesta figura, um trabalhador dando manutenção na BTS, logo não é difícil concluir

que este trabalhador esteja exposto a radiação frontal das antenas (direção de maior

potência).

52

Figura 4.3 – Disposição das antenas na torre da estação MT_CBA_003D

Manutenções no hardware da BTS, não é constante, mas ocorrem com uma

freqüência razoável, principalmente nas estações chuvosas, em função das descargas

atmosféricas. No caso das estações tipo “rooftop”, tem-se nestes períodos uma maior

exposição dos trabalhadores de manutenção ao risco de radiação não ionizante.

Durante a montagem de um sistema irradiante, numa estação com

configuração semelhante a estação MT_CBA_003D, toda a equipe que trabalha na

montagem (montadores, auxiliares, supervisores) esta sujeita aos níveis de radiação frontal

proporcionado pelas varias antenas existentes na torre/mastro, devido a proximidade

ocasionada neste tipo de instalação.

53

Na figura 4.4 se visualiza a torre da estação MT_VAZ_004A da

OPERADORA A, onde encontram-se instalados, tal como na estação MT_CBA_003D, três

sistemas distintos. Nesta estação o sistema GSM da OPERADORA A é Dual Band, ou

seja, opera em duas faixas de freqüências distintas, 900MHz e 1800MHz. Tal configuração

se faz necessária face a área de cobertura proporcionada por esta célula4.3.

Para o caso da estação MT_VAZ_004A, foram efetuados os cálculos para

ambas as faixas, e a de 1800MHz se apresentou mais restritiva, em função de que há mais

transmissores trabalhando nesta faixa, e também o ganho da antena é maior nestas

freqüências.

Figura 4.4 – Disposição das antenas na torre da estação MT_VAZ_004A

4.3 Célula é também uma definição utilizada para área de cobertura da ERB – Estação Rádio Base, é desta

definição que vem o termo telefonia celular.

54

Em estações como a MT_CBA_003D (figura 4.3) e MT_VAZ_004A (figura

4.4) para uma análise de maior confiabilidade, o ideal seria efetuar medições das grandezas

como Campo Elétrico (E) e Campo Magnético (H), pois como se observa nestas figuras, há

um emaranhado de três sistemas irradiando energia eletromagnética, bem próximos uns dos

outros e por mais que suas antenas sejam bastante diretivas na irradiação vertical, não o são

na horizontal, como se verifica nos padrões de radiação apresentados nas figuras 2.5 e 2.6,

extraídas de um catalogo de fabricante. Para exemplificar, o ângulo de abertura horizontal

das antenas utilizadas nos sistemas GSM é da ordem de 65º, pois cada antena de uma célula

tem que cobrir um setor de 120º.

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5 – CONCLUSÃO

A resolução 303/02 da Agência Nacional de Telecomunicações – ANATEL,

que foi amplamente utilizada como referência neste trabalho, é senão a única, uma das

poucas referências legais sobre o assunto no território brasileiro, entretanto seus parâmetros

são condicionados a um tempo médio de exposição de 6 minutos, enquanto o tempo médio

de exposição do grupo de trabalhadores estudados é bem superior a dez vezes este tempo.

Este fato, solicita uma nova reflexão sobre o real atendimento a esta resolução, ou até

mesmo a eficácia desta resolução para os trabalhadores, ou mesmo pessoas comuns, que

trabalhem ou permaneçam próximos a estas fontes de radiação não ionizante, como por

exemplo em estações do tipo “rooftop” .

Esta resolução é ainda bem enfática quando se refere a diferença entre

exposição para população em geral e exposição ocupacional, pois esta última somente

poderá ser considerada nos casos em que o trabalhador conheça os níveis de radiação, o

risco a que se encontra exposto, e ainda, possa ele próprio controlar a sua exposição a este

risco. Durante o desenvolvimento dos trabalhos, foi constatado, informalmente, que o

grupo de trabalhadores estudados, não têm conhecimento do risco, ou do nível de radiação

a que estão expostos, e nem tão pouco têm condição de controlar a sua exposição a este

risco.

Há de se ressaltar ainda que, a resolução é bem clara ao definir os

parâmetros de cálculo, baseando-os nas características de um campo distante, onde as ondas

irradiadas já não sofrem mais influências da antena, e da energia armazenada em torno

desta. Entretanto para a exposição dos montadores de sistemas irradiantes, tem-se uma

exposição a campos bem próximos às antenas que são as fontes de radiação.

Face aos fatos expostos, é aconselhável que as empresas operadoras

procurem formar consciência em seus trabalhadores acerca do risco que os envolvem nos

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trabalhos que envolvem montagem e manutenção de sistemas irradiantes, no topo de torres

ou postes, ou ainda em equipamentos situados próximos às antenas destes sistemas, pois

somente assim será possível considerar a exposição destes trabalhadores, como exposição

ocupacional.

No caso de estações, em que se tem mais de um sistema em funcionamento,

com antenas instaladas bastante próximas umas das outras, é prudente que se faça a

medição das grandezas como Campo Elétrico (E) e Campo Magnético (H), pois estas

grandezas permitem de uma forma precisa definir as outras grandezas como a Densidade de

Potência e até mesmo a Taxa de Absorção de Energia Especifica – SAR, e assim garantir

que os níveis de irradiação estejam dentro dos limites definidos pela resolução 303/02.

Estações como a MT_CBA_003D e a MT_VAZ_004A, oferecem mais

riscos aos trabalhadores que vierem a ter que fazer alguma intervenção no sistema, seja de

implantação de novos equipamentos, adequação dos existentes, ou ainda manutenção

corretiva. É importante, aqui enfatizar, que as estações do tipo “rooftop” têm ainda o

agravante de que a BTS geralmente fica situada no topo dos edifícios, junto ao sistema

irradiante, recebendo parte da irradiação frontal das antenas. Para estes casos também o

ideal seria efetuar medições junto a estes equipamentos para se verificar o nível dos

Campos Elétricos (E) e Magnéticos (H) irradiados.

É necessário que as empresas, além de procurar cumprir a regulamentação

imposta pela resolução 303/02, procurem formar consciência em meio a seus trabalhadores,

sobre os riscos potenciais, e devidos cuidados com relação a exposição a campos

eletromagnéticos.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

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TEMES, LLOYD – Principio de Telecomunicações – Tradução: UNONIUS, LARS G. E. – São Paulo – McGraw-Hill – 1990.

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Anexo I

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Anexo II

anÁlise da seguranÇa da radiaÇÃo nÃo ionizante de antenas celulares

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