FAQtos Básicos
Esta página pretende apresentar conceitos básicos sobre ondas eletromagnéticas usando uma linguagem intencionalmente simplificada, para a tornar acessível ao público em geral. Em alguns casos esta simplificação pode afetar o rigor científico. Para uma explicação mais completa e rigorosa destes conceitos aconselha-se a consulta de outras fontes indicadas na página de FAQtos Técnicos.
Não encontrou resposta para o que procura? consulte as FAQs (Perguntas Frequentes).
Noções Básicas
A radiação eletromagnética ocorre naturalmente no Universo e, como tal, sempre esteve presente na Terra. O nosso Sol, por exemplo, é a fonte (natural) de radiação eletromagnética mais intensa a que estamos expostos. Por outro lado, o crescimento tecnológico, as mudanças no comportamento social e nos hábitos de trabalho (próprios de uma sociedade em evolução) criaram um ambiente crescentemente exposto a outras fontes de radiação eletromagnética. Estas fontes foram criadas artificialmente pela humanidade e são, por exemplo, as antenas dos sistemas de telecomunicações, as linhas de alta tensão e os aparelhos elétricos.
Assim, a luz visível, os raios X, as vulgarmente chamadas “ondas de rádio” e as “micro-ondas” são formas possíveis de radiação eletromagnética, correspondendo a propagação de energia pelo espaço a velocidades da ordem de 300 000 km/s, sem necessidade de suporte físico, através de ondas eletromagnéticas.
A propagação da energia eletromagnética faz-se através de “ondas eletromagnéticas”. Estas são constituídas por duas entidades interdependentes: o campo elétrico, E, e o campo magnético, H. Não é possível observar diretamente o campo elétrico e o campo magnético, a não ser através de uma representação artificial, como a indicada na figura: o campo elétrico está representado com cor azul, e o campo magnético com cor vermelha. Estes campos evoluem no espaço como uma onda, daí a designação de “onda eletromagnética”. O produto destes dois campos resulta na densidade de potência, S. Uma onda eletromagnética pode ser criada por uma corrente elétrica variável no tempo.
Existem características particulares das ondas eletromagnéticas que determinam as suas propriedades e aplicações.
As características essenciais são:
– Comprimento de onda (λ) e frequência (f);
– Amplitude;
– Direção e velocidade de propagação;
– Polarização.
Passe com o rato sobre a figura acima para observar as alterações da amplitude e da frequência na onda representada na figura abaixo. São possíveis quatro combinações de amplitude e de frequência.
Comprimento de onda, e frequência
Como se pode ver na figura à direita, a onda eletromagnética apresenta um padrão que se repete enquanto se propaga. O comprimento desse padrão de repetição no espaço designa-se por comprimento de onda, medindo-se em metros [m].
A frequência representa o número de ciclos da onda num ponto do espaço em cada segundo, medindo-se em Hertz [Hz].
O comprimento de onda e a frequência estão interligados entre sí, através da velocidade de propagação da luz, c: λ f = c. Este conceito está ilustrado na figura.
Comprimento de onda e frequência
Amplitude
A amplitude dá uma medida da intensidade dos campos, medindo-se no caso do campo elétrico em Volt por metro [V/m], e do campo magnético em Ampere por metro [A/m]. A ilustração desta característica está também contemplada na figura. A densidade de potência vem expressa em Watt por metro quadrado [W/m2], medindo a potência transportada pela onda por unidade de área.
Direção e velocidade de propagação
Em espaço aberto, as ondas eletromagnéticas propagam-se em linha reta com velocidade c próxima de 300 000 km/s.
Na vizinhança de obstáculos, como o relevo do terreno, espelhos de água, construções, etc., a direção de propagação pode ser alterada por reflexão ou por difração.
Direção e velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas
Em geral, a reflexão ou a difração sofridas por uma onda eletromagnética, modificam também a sua amplitude, mas não alteram a frequência. Modificam ainda a polarização da onda.
A figura retrata os fenómenos da reflexão e da difração de uma onda eletromagnética.
Polarização
Rodando a figura onde se representa a onda a propagar-se, por forma a que a direção de propagação da onda fique perpendicular ao ecrã (onda a sair do ecrã na direção do observador), obtemos a figura à direita. Nela, o campo elétrico oscila sobre uma direção vertical, designada por polarização vertical (PV); em alternativa, é possível escolher convenientemente a orientação da fonte de forma a ter o campo elétrico a oscilar sobre uma direção horizontal designada por polarização horizontal (PH). A esta orientação espacial dos campos eletromagnéticos dá-se o nome de polarização.
Polarização vertical
Polarização horizontal
A figura representa uma larga gama de frequências e comprimentos de onda da radiação eletromagnética: é o espetro eletromagnético.
Cada parte do espetro eletromagnético tem aplicações que lhe estão associadas, que vão desde as linhas de alta tensão operando em 50 Hz, até aos raios X e raios gama que têm frequências muito altas e comprimentos de onda muito curtos. Entre estes extremos de frequências encontram-se as ondas de rádio, as micro-ondas, a radiação infravermelha, a luz visível e a radiação ultravioleta.
A parte de radiofrequências do espetro eletromagnético ocupa as frequências entre os 3 kHz e os 300 GHz. As aplicações principais da gama de radiofrequências do espetro eletromagnético centram-se na área das telecomunicações: são exemplos a difusão de rádio e televisão, os sistemas de comunicações móveis, os sistemas de comunicação das forças militares e de segurança, e as comunicações por satélite.
As radiofrequências são utilizadas também em radares, nos fornos micro-ondas, em sistemas de aquecimento industrial, ou na medicina, entre outros.
Efeitos Biológicos da Radiação
A Ciência encontra a explicação para muitos dos fenómenos eletromagnéticos considerando a radiação como um conjunto de ondas que viajam no espaço. Porém, existem outros fenómenos que são mais facilmente compreendidos considerando a radiação como um fluxo de partículas ou fotões. Chama-se a esta propriedade da radiação eletromagnética dualidade “onda-partícula”.
A energia de um fotão – unidade elementar de uma onda eletromagnética – depende da sua frequência. Quanto maior a frequência de uma onda eletromagnética, maior a energia do fotão a ela associado, e consequentemente maior a sua capacidade de interação com o material biológico.
A matéria é formada por átomos, e por combinações de átomos chamadas moléculas. O processo pelo qual um átomo ou uma molécula perde um eletrão designa-se por ionização. A ionização não ocorre de uma forma espontânea, isto é, para que ela ocorra é necessária a interação da molécula ou do átomo com radiação caracterizada por fotões com níveis de energia altos. Os raios X e os raios gama são exemplos de radiação ionizante (capaz de causar ionização). Este tipo de radiação pode produzir alterações moleculares, que por sua vez podem causar danos no tecido biológico, incluindo efeitos a nível genético.
Os fotões associados à radiação de radiofrequência não têm energia suficiente para causar a ionização de átomos ou moléculas, pelo que a radiação de radiofrequência se diz não-ionizante, tal como acontece com a luz visível, infravermelhos e outras formas de radiação eletromagnética com frequência relativamente baixa.
É muito importante não confundir os termos ionizante e não-ionizante, uma vez que os mecanismos de interação com o corpo humano são bastante diferentes.
Chama-se efeito biológico à resposta mensurável do organismo a um estímulo ou a uma alteração no meio envolvente. Os efeitos biológicos ocorrem nas mais variadas situações, desencadeando diversos mecanismos de compensação do corpo humano, mas não sendo necessariamente prejudiciais para a saúde. Um efeito biológico é prejudicial à saúde quando causa alguma alteração detetável no bem-estar ou integridade dos indivíduos expostos.
Para um tipo de radiação não-ionizante, como é a radiação eletromagnética nas radiofrequências, os efeitos biológicos conhecidos estão razoavelmente bem quantificados: traduzem-se essencialmente no aquecimento do tecido biológico e são por isso designados como “efeitos térmicos”. Quando o nível de aquecimento dos tecidos biológicos excede a capacidade natural de termo-regulação do organismo humano, podem ocorrer danos nesses mesmos tecidos. No entanto, como é conhecida de forma objetiva a relação entre a quantidade de energia de radiofrequência que é absorvida pelos diversos órgãos do corpo humano e a correspondente elevação de temperatura, foi possível estabelecer por organizações internacionais de saúde os valores limite para exposição segura à radiofrequência.
Para além dos efeitos térmicos resultantes da exposição à radiação eletromagnética nas radiofrequências, há ainda a possibilidade de ocorrência de efeitos biológicos não-térmicos. O conhecimento científico sobre este tipo de efeitos é ainda muito pouco, não existindo sequer uma definição clara sobre o termo “efeito não-térmico” ou estudos em condições de serem replicados. Algumas das dificuldades residem na quantificação de efeitos que são de avaliação subjetiva, e também no facto do intervalo de tempo de observação ser insuficiente para estabelecer relações de causalidade. Existe neste momento um grande esforço da comunidade científica, no sentido de tentar clarificar esta questão.
Além dos efeitos biológicos, existem também os efeitos psicossomáticos, que são efeitos associados ao medo existente relativo à exposição a campos eletromagnéticos (por exemplo, devido à preocupação com uma determinada questão, a pessoa induz em si própria efeitos que perceciona como estando associados à mesma).
Em resultado das reconhecidas vantagens associadas ao uso do telemóvel e face à crescente adesão da população a este equipamento, assistiu-se à profusão das antenas de estações base, indispensáveis a uma boa cobertura da área de serviço e à sua adequada utilização. Em paralelo, tem-se verificado preocupação e receio por parte da população no que respeita às possíveis influências das radiações eletromagnéticas, particularmente de pessoas que residem perto dos locais onde estão instaladas estações base.
No entanto, os maiores problemas associados ao funcionamento dos sistemas de comunicações móveis dizem essencialmente respeito à “perceção do risco” pela população (isto é, ao modo como a população interpreta o risco) e não tanto ao “risco” em si mesmo.
De um modo geral, os níveis de exposição do público às radiações provenientes de estações base são muito inferiores aos níveis de referência constantes da Recomendação do Conselho nº 1999/519/CE, de 12 de Julho, adotados em Portugal através da Portaria nº 1421/2004, de 23 de Novembro, sendo considerados insignificantes quando comparados com a exposição aos próprios telemóveis. Esses níveis são inferiores aos que estão associados ao funcionamento das estações de radiodifusão sonora e auditiva. Não são conhecidos efeitos prejudiciais à saúde para valores abaixo dos níveis de referência estabelecidos e legalmente definidos.
Face aos conhecimentos científicos atuais e de acordo com os resultados de numerosos estudos epidemiológicos desenvolvidos até ao momento, não foi identificado qualquer risco para a saúde das populações (mesmo em idosos, grávidas e crianças) que habitam nas proximidades de estações base, onde os níveis de exposição atingem somente uma pequena fração dos valores recomendados.
Têm ocorrido manifestações individuais de sintomas (ex. dores de cabeça, cansaço, tonturas), para os quais até ao momento não se estabeleceu qualquer relação com a exposição aos campos eletromagnéticos.
Não existe perigo de interferência eletromagnética das radiações provenientes de estações base com o normal funcionamento de dispositivos médicos tais como pacemakers ou próteses metálicas.
O principal risco associado ao uso do telemóvel é o de acidente pela sua utilização durante a condução, que pode aumentar em cerca de 4 vezes. Com efeito, os estudos epidemiológicos já realizados demonstraram uma forte associação causal entre a utilização de um telemóvel durante a condução automóvel e o aumento do número de acidentes de viação, embora tal efeito não esteja relacionado com os campos eletromagnéticos gerados, mas sim com a dispersão da atenção.
Quanto aos riscos para a saúde associados à exposição decorrente da utilização do telemóvel, muitos estudos têm sido realizados; no entanto, até à data nenhum estudo permitiu concluir sem qualquer dúvida a associação entre a utilização do telemóvel e efeitos prejudiciais na saúde. Para reduzir a exposição aconselha-se a utilização de um sistema kit mãos livres ou a redução da duração das chamadas. A utilização de um auricular ou de um dispositivo Bluetooth, pelo facto de afastar o telemóvel da cabeça durante a conversação, é um acessório útil e apresenta características preventivas. Nesta situação, a zona mais exposta do organismo humano será aquela que se encontra mais próxima do telemóvel .
Relativamente às crianças, a exposição ao telemóvel tem início mais precocemente em comparação com um adulto de hoje e tem vindo a aumentar. Por este motivo, devem os pais ponderar entre os benefícios e as desvantagens associados a essa utilização.
Recomenda-se ainda que as pessoas portadoras de diferentes implantes eletrónicos (ex. pacemakers) transportem o telemóvel afastado cerca de 15 cm do seu implante e o utilizem no lado oposto quando efetuam uma chamada.
Não se aconselha também a utilização de telemóveis nas unidades de saúde, em áreas onde existem equipamentos médicos suscetíveis de sofrer interferências eletromagnéticas, uma vez que o desempenho destes equipamentos poderá ser afetado pela existência de campos eletromagnéticos de fontes de radiações não ionizantes.
(Texto “Radiações e Saúde” produzido pela Direção-Geral da Saúde, em 20 de Dezembro de 2004.)
A Organização Mundial de Saúde produz folhas informativas sobre exposição a radiação eletromagnética com o objetivo de informar a população. A equipa do Projeto FAQtos traduziu estes documentos, podendo os mesmos serem consultados na página de faqtos técnicos do portal.
Limites de Segurança
Os limites de segurança surgem para responder à pergunta: quando é que os efeitos biológicos provocados pela absorção de radiação eletromagnética se tornam prejudiciais à saúde? Desta forma, pode-se dizer que os limites de segurança estabelecem valores máximos permissíveis para os níveis de radiação absorvidos pelo corpo humano.
Os limites de segurança são estabelecidos por vários organismos internacionais (como por exemplo, ICNIRP, IEEE, CENELEC, FCC, etc.) baseados nos mais diversos estudos. Estes limites são adotados pelos diversos países, e são as autoridades competentes de cada país que têm a obrigação de fiscalizar o seu cumprimento.
Acompanhando o conhecimento científico atual, o estabelecimento dos limites de segurança baseia-se na procura dos valores mínimos a partir dos quais começam a surgir efeitos biológicos adversos à saúde, independentemente do mecanismo que os gera. Atualmente, o único mecanismo confirmado como potencial gerador de efeitos prejudiciais à saúde resultantes da exposição à radiação de radiofrequências é o aquecimento dos tecidos biológicos (efeito térmico). É portanto com base nesse mecanismo que são estabelecidos os limites de segurança na banda das radiofrequências. No entanto, discute-se atualmente se esta é a abordagem adequada, uma vez que existe a possibilidade da ocorrência de efeitos não-térmicos e efeitos a longo prazo que podem ser adversos para a saúde.
Para caracterizar a radiação absorvida pelo corpo, é necessário encontrar um parâmetro de medida adequado. Para a radiação de radiofrequência, o parâmetro utilizado é a taxa de absorção específica (SAR, em inglês) que representa a taxa a que a energia eletromagnética é absorvida por uma unidade de massa de tecido. A unidade da SAR é o Watt por quilograma de tecido exposto [W/kg]. Assim, para a radiação de radiofrequência, os Limites de Segurança são estabelecidos para o parâmetro SAR.
Uma vez que a radiação de radiofrequências penetra no organismo, o parâmetro SAR tem de ser medido no seu interior, o que torna esta medição bastante difícil de efetuar na prática. Assim, estabelecem-se também limites para algumas grandezas eletromagnéticas, como a densidade de potência e intensidades de campo elétrico e magnético, facilmente mensuráveis no exterior do organismo. Estes limites designam-se por Limites de Referência.
Os Limites de Referência representados na figura são os adotados pelo ICNIRP para os casos de exposição em áreas públicas. Correspondem a valores que estão 50 vezes abaixo dos limiares a partir dos quais começaram a ser detetados efeitos. Como se pode verificar facilmente, os Limites de Referência variam com a frequência. Isto acontece por a interação com o corpo humano depender da frequência dos campos eletromagnéticos a que é exposto.
Em Portugal, a ANACOM é o responsável por verificar se os Limites de Referência são respeitados por todas as infraestruturas de telecomunicações. Para a proteção do público em geral, foi adotada a recomendação do Conselho de Ministros da União Europeia sobre esta matéria, na qual se consideram como adequados os Limites de Referência estabelecidos pelo ICNIRP. Note-se que estes limites não se aplicam às pessoas portadoras de dispositivos médicos (próteses auditivas, pacemakers, desfibriladores cardíacos e outros), pois podem ocorrer problemas de interferência eletromagnética quando expostos à radiação, ainda que abaixo dos Limites de Referência. Para este tipo de pessoas existem recomendações específicas tratadas no quadro da legislação referente à compatibilidade eletromagnética e aos dispositivos médicos, os Limites de Compatibilidade Eletromagnética.
Medidas de Radiação
A expansão dos sistemas de comunicações móveis tem conduzido ao aumento do número de Estações Base e Terminais Móveis. Apesar de todos os benefícios provenientes destes sistemas, verifica-se uma legítima preocupação pública com os possíveis efeitos adversos para a saúde provocados pela radiação eletromagnética emitida pelas suas antenas.
De modo a garantir a segurança do público em geral, existem Limites de Segurança que estabelecem valores máximos permissíveis para os níveis de radiação absorvidos pelo corpo humano. As medidas de radiação servem então para verificar se o nível de campo eletromagnético num determinado local está ou não em conformidade com os Limites de Referência.
Uma das atividades do FAQtos consiste na realização de medidas dos níveis de radiação eletromagnética em locais públicos junto de antenas de comunicações móveis, que são posteriormente comparadas com os Limites de Referência aceites internacionalmente, e que podem ser contínuas ou pontuais.
Os resultados das medidas realizadas pela equipa do FAQtos podem ser consultados na página de atividades do projeto.
Monitorização Contínua
A monitorização contínua é efetuada de forma autónoma e continuada, normalmente durante um período médio de 3 meses, por um equipamento ou um conjunto de equipamentos de medição remota que se encontram instalados num determinado local. Estes equipamentos comunicam os dados das medidas para uma central de controlo do FAQtos, formando assim uma rede de monitorização remota. Esta infraestrutura permite monitorizar e estudar a variação dos níveis de radiação eletromagnética ao longo do dia nos locais de instalação e, ao mesmo tempo, avaliar a conformidade dos valores medidos com os Limites de Referência.
Na figura representa-se o equipamento utilizado para este efeito, que inclui, entre outros, uma sonda da intensidade de campo elétrico de banda larga (500 kHz a 3 GHz), um dispositivo equivalente a um terminal móvel para o envio automático dos dados, e dois painéis solares para o carregamento da bateria, que garantem o funcionamento autónomo da unidade. O valor de campo medido contabiliza todas as fontes que radiam dentro da banda de frequências da sonda, como por exemplo, televisão, radiodifusão, sistemas de comunicações móveis, sistemas de comunicação dos bombeiros e radares, entre outros.
Para mais informação acerca de outras fontes de radiação, ver relatório “Fontes de Radiação Eletromagnética”.
Este equipamento é instalado em locais públicos perto de antenas de Estação Base em colaboração com diversas entidades, como escolas ou Câmaras Municipais.
Na instalação de uma rede de monitorização contínua em colaboração com uma autarquia, a escolha dos locais onde instalar os equipamentos é feita por esta, desde que respeitando certas condicionantes, como a exposição ao sol para a alimentação dos equipamentos ou a proximidades com antenas de sistemas de comunicações móveis. Cabe à autarquia a escolha dos locais pois estas têm um conhecimento mais aprofundado das características dos locais disponíveis, das preocupações da população e das suas queixas.
Monitorização Localizada
As medidas localizadas diferem das anteriores pelo facto de serem medidas pontuais, com a duração de 6 minutos, sendo efetuadas por uma equipa do FAQtos utilizando um equipamento portátil, uma sonda de banda larga, para avaliar os níveis de radiação num dado local. É assim possível avaliar rapidamente os níveis de exposição num elevado número de locais públicos.
As medidas são realizadas em locais públicos em ambiente exterior, como por exemplo, praças ou ruas, ou em ambientes interiores, nomeadamente em espaços com grande concentração de pessoas, como centros comerciais, recintos de espetáculos e aeroportos. É também privilegiada a realização de medidas em locais denominados sensíveis, como escolas e hospitais, tendo já sido realizadas medidas em colaboração com os Ministérios da Educação e Saúde, respetivamente.
Tendo como base Normas e Procedimentos Internacionais, a equipa do FAQtos elaborou dois Procedimentos de Medida específicos para a monitorização localizada no tempo que utiliza na realização das suas medidas:
– Monitorização em geral
– Monitorização em ambiente hospitalar
O medidor portátil possui uma sonda para medir a radiação numa banda larga de frequências (100 kHz a 18 GHz), e por isso o valor medido contabiliza diversas fontes de radiação. Para garantir a reprodutibilidade das medidas e a uniformidade de critérios, a monitorização do campo elétrico é feita com base num procedimento de medida estabelecido que define um conjunto de passos a seguir em cada ponto de medida no local em análise. A escolha dos pontos de medida é um fator crítico para uma correta avaliação da conformidade com os Limites de Referência. Trata-se, no entanto, de um processo delicado, onde é necessário ter em conta a complexidade dos cenários reais. A existência de vários fenómenos na radiação e propagação das ondas podem provocar variações significativas nos níveis de campo eletromagnético no tempo e no espaço.
O primeiro passo do procedimento de medida adotado, e que condiciona as restantes etapas, é a classificação do cenário e topologia de instalação em causa (por exemplo, meio urbano, meio rural, interior de um edifício, instalação em torre ou no topo ou em fachada de edifício). De acordo com o cenário identificado, percorre-se exaustivamente a área em redor da Estação Base com o medidor portátil, para identificar os pontos em que o campo elétrico apresenta os valores mais elevados: o medidor de campo é então colocado nos pontos identificados, e o valor é registado ao longo de 6 minutos, sendo o resultado da medida, a média dos 6 minutos. Adicionalmente, podem também escolher-se outros pontos que se considerem relevantes para a avaliação da conformidade dos níveis de radiação com os Limites de Referência.
No caso das medidas em ambiente hospitalar, o procedimento é muito semelhante ao descrito anteriormente, sendo que é necessário tomar também em consideração as questões da compatibilidade eletromagnética com os equipamentos hospitalares. Esta análise deverá ser adaptada às características do local em causa, passando por um levantamento dos dispositivos médicos presentes. Em cada unidade de saúde devem ser analisadas as áreas junto às antenas dos sistemas de comunicações instalados no interior das unidades de saúde, as áreas mais sensíveis, como unidades de cuidados intensivos e blocos operatórios e ainda os locais em linha de vista com antenas de sistemas de comunicações móveis localizadas no exterior da unidade de saúde.
Sistemas de Comunicações Móveis
Os sistemas de comunicações móveis celulares são uma das aplicações das radiofrequências com mais impacto na nossa sociedade (basta pensarmos no número de pessoas que usam o telefone no seu dia a dia…). O objetivo destes sistemas é o de proporcionar um canal de comunicação entre utilizadores cuja posição é desconhecida e que possam estar em movimento sem qualquer restrição de localização. Para tal, é necessária uma infraestrutura de telecomunicações complexa, cujos elementos visíveis para o público são os terminais móveis (vulgarmente designados por “telemóveis”) e as antenas das Estações Base, que fazem a interface entre o utilizador e o sistema.
As estações base não são mais que um conjunto de diversos equipamentos que trocam informação com os terminais móveis. De entre os equipamentos que constituem uma estação base, os mais visíveis são as antenas (apenas uma ou várias) e o mastro de suporte. É muito importante diferenciar estes dois elementos (ver ilustração na figura), uma vez que só as antenas emitem radiação ativamente.
As estações base distribuem-se geograficamente segundo uma rede de forma mais ou menos regular, ao contrário do que acontece por exemplo com a distribuição das antenas de difusão de rádio e televisão. Isto acontece porque os sistemas de comunicações móveis são bidirecionais, ou seja, o terminal móvel para além de receber informação da estação base também transmite sinais no sentido inverso.
Assim, e como a capacidade de alcance do terminal móvel é limitada, as estações base têm de estar distribuídas regularmente para garantir que em qualquer local seja possível comunicar; por outras palavras, para garantir aquilo que em linguagem técnica se designa por “cobertura” de um dado local. Esta situação é semelhante ao sistema de iluminação pública, em que os postes de iluminação estão distribuídos de uma forma regular de modo a garantir que cada local seja devidamente iluminado.
Cada estação base é capaz de estabelecer ligação com um número limitado de terminais móveis, dizendo-se portanto que a sua capacidade é finita. Dependendo do número de chamadas ou ligações à Internet a efetuar num dado local, assim haverá mais ou menos estações base nesse local. É por este motivo que nos centros urbanos, caracterizados por um maior número de utilizadores, existem mais estações base do que nos meios rurais.
As antenas das estações base estão tipicamente montadas em torres e mastros, ou no topo e nas fachadas de edifícios. Não é raro encontrar também instalações em postes de iluminação pública, em depósitos de água, no interior edifícios, etc.
As antenas não emitem radiação de igual forma em todas as direções do espaço, o que significa que o nível de radiação não é o mesmo em toda a área circundante à antena. Esta propriedade é designada por direcionalidade da antena.
Nos sistemas de comunicações móveis celulares usam-se geralmente dois tipos de antenas: as antenas omnidirecionais, que radiam igualmente no plano horizontal e as antenas diretivas, que radiam essencialmente num dado setor do espaço. A grande diferença entre estes dois tipos de antena é portanto a forma como distribuem a radiação no espaço. À representação espacial dos níveis de radiação de uma antena chama-se diagrama de radiação. Podem-se observar exemplos de diagramas de radiação nas figuras.
Na figura com a radiação emitido por uma antena omnidirecional as zonas a sombreado concentram a radiação emitida. Pode-se observar que, no plano horizontal, a radiação é distribuída da mesma forma por todo o espaço. Já na figura com a radiação proveniente de uma antena diretiva, observa-se que a radiação é essencialmente distribuída numa direção bem definida do espaço.
Uma característica comum a estes dois tipos de antena e que se pode constatar quer nas figuras, é que a radiação é geralmente inclinada para o solo. A inclinação dos diagramas de radiação pode ser feita mecânica ou eletricamente.
Tipicamente, distinguem-se duas zonas de radiação dos campos eletromagnéticos provenientes de uma antena: a zona próxima e a zona distante. A zona próxima vai desde a antena até à distância de alguns comprimentos de onda e caracteriza-se por apresentar uma relação bastante complexa entre os campos elétrico e magnético. A zona distante estende-se desde o limiar da zona próxima até ao infinito e caracteriza-se por os campos elétrico e magnético apresentarem uma relação bem conhecida e serem perpendiculares entre si.
Representação da radiação emitida por uma antena diretiva
(imagens obtidas através do programa EMF-Visual, Antennessa).
Zona distante e zona próxima de uma antena.
O nível de radiação proveniente de uma antena de estação base num determinado local depende essencialmente de três fatores: potência radiada pela antena, direcionalidade da antena e distância em relação à antena.
A forma como é feita a distribuição das estações base faz com que a potência por elas radiada seja baixa, de modo a evitar interferências. Este é outro fator que diferencia as estações base das estações de difusão de rádio e de televisão, caracterizadas por potências radiadas bem mais elevadas.
Tal como se pode visualizar na figura, a intensidade do campo eletromagnético radiado por uma antena diminui rapidamente com a distância, tipicamente com o inverso desta. Isto significa que a densidade de potência associada ao campo eletromagnético se reduz de um fator de 4 sempre que se duplica a distância em relação à antena da estação base. A densidade de potência num local dá uma medida da energia que pode ser absorvida por um tecido biológico exposto à radiação de uma fonte eletromagnética.
A instalação de uma estação base tem de obedecer a vários requisitos de ordem técnica sendo necessária a utilização de ferramentas de planeamento complexas. Para além destes requisitos, há ainda várias autorizações que os operadores precisam de obter, tais como a licença para usar um determinado conjunto de frequências (atribuída pela ANACOM) e a licença de instalação atribuída pelos órgãos municipais de acordo com diversos critérios (p.e., autorizações dos proprietários dos edifícios de instalação, cumprimento dos níveis de referência para efeitos de avaliação da exposição da população a campos eletromagnéticos, e cumprimento das restrições previstas no plano municipal de ordenamento do território).
Transmissão descontínua
Os sistemas de comunicações móveis não estão a transmitir em contínuo quando se está a efetuar uma comunicação, apesar de isto ser impercetível para os utilizadores. Isto é feito para que vários utilizadores possam utilizar em simultâneo o mesmo canal de comunicação (cada um transmitindo num intervalo de tempo diferente), aumentando assim a capacidade do sistema (como já foi referido acima), além de aumentar a autonomia da bateria do telefone móvel. Este mecanismo de transmissão descontínua faz com que o nível de emissões médio de um telefone móvel seja menor, pois este só está a emitir em alguns instantes de tempo, não emitindo nos restantes.
Controlo de potência
O controlo de potência é um mecanismo utilizado pelos sistemas de comunicações móveis onde a potência de emissão se adapta ao mínimo necessário para estabelecer e manter a ligação. Quando se está a utilizar o telefone móvel para efetuar uma comunicação (por exemplo ao fazer uma chamada), este entra em diálogo com a estação base e em cada momento adapta a sua potência de emissão ao mínimo para conseguir chegar até à estação base (e vice-versa), aumentando a potência de emissão no caso de haver obstáculos no percurso entre o telefone móvel e a estação base ou de aumentar a distância entre ambos, e diminuindo quando acontece a situação oposta.
Ao ser utilizado o controlo de potência, os níveis de exposição vão ser diminuídos, pois o telefone móvel reduz a potência de emissão para o nível mínimo necessário para manter a ligação, diminuindo também assim os fenómenos de interferência e aumentando a própria autonomia da bateria do telefone móvel.