Artículo de revisión
Medición de radiaciones no ionizantes
Ingreso al universo de la investigación
científica desde un punto de vista práctico
Non-ionizing radiation measurement
A look into the universe of
scientific research from a practical point of view
Carlos Peliza
(1), Ariel Serra (2)
(1) Departamento de Ingeniería e
Investigaciones Tecnológicas Universidad Nacional de La Matanza
https://orcid.org/0000-0002-2901-185X
cpeliza@unlam.edu.ar
(2) Departamento de Ingeniería e
Investigaciones Tecnológicas Universidad Nacional de La Matanza
https://orcid.org/0000-0002-2901-185X
aserra@unlam.edu.ar
Resumen:
En los últimos años y a lo largo de todo el mundo se ha
presentado un incremento exponencial del desarrollo de tecnología electrónica y
de las telecomunicaciones lo que derivó en un aumento del uso de los
dispositivos de telefonía móvil, situación que condujo a las compañías
proveedoras a expandir la cobertura de su red. Dicha expansión produjo un
crecimiento significativo de la exposición de la población a la radiación
electromagnética (REM). La REM se divide
principalmente en dos: ionizante y no ionizante.
Para equipos de telefonía móvil, la radiación EM emitida
es de tipo no ionizante debido a sus bajos niveles de energía y puede llegar a
ocasionar diferentes daños en el cuerpo de los seres humanos si se exceden
ciertas escalas de exposición.
En este contexto, resuelta de gran interés conocer y
aprender sobre las radiaciones no ionizantes (RNI), ¿Qué son?, ¿Cómo se miden?,
¿Qué normas definen los límites a los cuales se deben adecuar? Asimismo, cabe
mencionar que, en la Argentina, al momento de la realización de este artículo,
y en los últimos años, no existe suficiente personal instruido y/o capacitado
para la medición de las RNI. Particularmente, en el partido de La Matanza no
hemos hallado registros formales organizados de los niveles de RNI.
Por las razones mencionadas conformar y ser parte de un
grupo de investigación de mediciones RNI reporta un servicio de utilidad para
la comunidad ya que dicho equipo podrá actuar como alerta temprana de posibles
puntos de calentamiento por exposición a campos electromagnéticos junto a ello
la actividad en la zona de influencia del partido de La Matanza agiliza la
intervención para los casos donde es necesario arbitraje.
Este artículo es un estudio de las RNI en el ámbito de
las telecomunicaciones y su aplicación práctica en las mediciones de las
mismas, en
particular, en el campus de la Universidad Nacional de La Matanza (UNLAM). Para
ello, primero se desarrolla la definición de RNI, se nombra la normativa
vigente a nivel nacional. Seguidamente en base al instrumento para mensurar
campos electromagnéticos existente en el laboratorio abierto de la carrera de
Ingeniería electrónica (LACIE), de la facultad antes nombrada, se implementarán
trabajos de medición en campo y, por último, una recopilación acerca de la experiencia,
como alumna, de participar en un grupo de investigación.
Abstract:
In recent years and throughout the world there has been an exponential
increase in the development of electronic technology and telecommunications,
which led to an increase in the use of mobile phone devices, a situation that
conduct provider companies to expand their network coverage. This expansion
produced a significant growth in the population's exposure to electromagnetic
radiation (EMR). EMR is mainly divided into two:
ionizing and non-ionizing.
For mobile telephone equipment, the EMR emitted is of the non-ionizing
type due to its low energy levels and can cause various damages to the body of
human beings if certain exposure levels are exceeded.
In this context, it is of great interest to know and learn about
non-ionizing radiation (NIR), what are they, how are they measured, what
standards define the limits to which they must be adapted? Likewise, it is
worth mentioning that, in Argentina, at the time of writing
this article, and in recent years, there is not enough educated and/or trained
personnel for the measurement of NIR. Particularly, in the district of La Matanza we have not found organized formal records of the
RNI levels.
For the reasons mentioned, forming and being part of a RNI measurement
research group provides a useful service for the community, since said team
will be able to act as an early warning of possible hot spots due to exposure
to electromagnetic fields, together with the activity in the zone of influence
of the district of La Matanza speeds up the
intervention for cases where arbitration is necessary.
This article is a study of the RNI in the field of telecommunications
and its practical application in the measurements of those particularly in the campus of the National University
of La Matanza (UNLAM). To do this, first the
definition of RNI is developed, the regulations in force at the national level
are named. Next, based on the instrument to measure electromagnetic fields
existing in the open laboratory of the Electronic Engineering career (LACIE),
of the aforementioned faculty, field measurement work will be implemented and,
finally, a compilation about the experience, such as student, to participate in
a research group.
Palabras
clave: Radiaciones no ionizantes,
telecomunicaciones, investigación
Key words: Non-ionizing
radiations, telecommunications, research
Colaboradores: Nadia Belén Marquardt (e-mail: nmarquardt@alumno.unlam.edu.ar),
grupo de investigación en RNI
I.
INTRODUCCION
La REM presenta una naturaleza dual
ondulatoria-corpuscular, una de las formas de generar ondas EM es mediante la
aceleración de cargas eléctricas, la cual se presenta en las corrientes
oscilantes de circuitos eléctricos como el utilizado por el físico alemán
Heinrich Hertz en el año 1887 en el descubrimiento de las ondas EM [1].
La radiación es energía que viaja en forma de ondas o
partículas de alta velocidad. Puede ocurrir naturalmente o ser creada por el
hombre. Según la frecuencia a la que operan se clasifican en (fig. 1) [2], [3]:
· Radiaciones Ionizantes (RI): es la REM que, al
incidir sobre un átomo inicialmente eléctricamente neutro, genera el
desprendimiento de un electrón con lo cual finalmente queda cargado positiva o
negativamente, afectando así el estado natural de los tejidos vivos [4].
· Radiaciones No Ionizantes (RNI): son las
radiaciones electromagnéticas que no tienen la frecuencia suficiente para
ionizar la materia y por lo tanto no pueden afectar el estado natural de los
tejidos vivos. Constituyen, en general, la parte del espectro electromagnético
cuya energía fotónica es demasiado débil para romper enlaces atómicos [4].
Fig. 1 Espectro electromagnético
Con el objetivo de garantizar que las personas que
están en contacto con los campos EM, ya sea directa como indirectamente, se han
desarrollado e implementado diferentes normas y reglamentaciones para que
dichas exposiciones sean inocuas para el bienestar de los individuos. El
contexto normativo de nuestro país sobre los niveles de Máxima Exposición
Poblacional (MEP) a las RNI, se apoya en las recomendaciones de la Organización
Mundial de la Salud (OMS) [5]. La misma es la encargada de orientar y coordinar los estudios
científicos, estadísticos y epidemiológicos sobre todo lo que concierne a
asegurar la buena la salud y el no daño al medio ambiente. En Argentina, se
halla en vigencia la resolución 3690/2004 [6] que obliga a las estaciones a demostrar que sus REM no afectan de
manera negativa a la sanidad humana y el Protocolo de Medición de RNI elaborado
por el Consejo Profesional de Ingeniería en Telecomunicaciones, Electrónica y
Computación (COPITEC) que puede consultarse en www.copitec.org.ar, que conforma un marco de consulta sumamente útil
para las mediciones de interés en el presente artículo. Debido a lo previamente
expuesto, es necesario colaborar con el control de estas emisiones tomando
muestras y llevando a cabo mensuraciones en campo que permitan verificar el
cumplimiento de la normativa para brindar a los usuarios de los servicios de
comunicaciones como así también al personal técnico que trabaja en la instalación
y mantenimiento de estos.
II.
INTRUMENTO
A fin de llevar a cabo las mediciones del trabajo de
investigación existen diferentes proveedores de instrumentos adecuados para
esta tarea, no obstante, el fabricante Narda resulta ser el más conocido en el
rubro. Narda ofrece una gran y diversa cantidad de equipos, en particular, el
NBM-550 [7] es un dispositivo que se ajusta perfectamente
a los requerimientos de este proyecto, además de que la universidad dispone de
una unidad.
NBM-550 (Narda Broadband
Field Meter) proporciona resultados altamente precisos para mediciones de
intensidad de campo electromagnético. Maneja aplicaciones desde unos pocos
Hertz hasta radiaciones de alta frecuencia de microondas mediante una selección
de sondas intercambiables para campos eléctricos y magnéticos. Es un aparato de
simple uso y cuenta con un software a través del cual es posible controlar a
distancia la herramienta, así como también exportar archivos .xls con las
métricas obtenidas.
Fig. 2 NBM-550 Narda Broadband Field Meter
Como se mencionó el párrafo anterior, el equipo
dispone de distintas sondas, dependiendo de cual se seleccione, se puede lograr
medir diferentes rangos de frecuencia. Para nuestro caso particular, las dos
que más adecuan a los requerimientos del trabajo son: EF0391 [8] y la EF0392 [9]. Sus especificaciones se detallan en la tabla
1.
Según las recomendaciones de la empresa ConRes Test Equipment [10], la cual se encarga de hacer pruebas para
verificar especificaciones dadas por los fabricantes, así como también calibrar
equipos, la sonda que más se adecua para el trabajo y la que se utilizará es la
EF0391. Se puede observar una imagen de la misma en la
figura 3.
|
Especificación
|
EF0391
|
EF0392
|
|
Rango de frecuencia
|
100kHz - 3GHz
|
100 kHz bis 3 GHz
|
|
Rango de medición
|
0.2
- 320 V/m (CW)
0.2
- 10 V/m (True RMS)
|
10 nW/cm² - 27 mW/cm² (CW)
10 nW/cm² - 0.027 mW/cm² (True
RMS)
|
0.8
- 1300 V/m (CW)
0.8
- 36 V/m (True RMS)
|
170
nW/cm² - 450 mW/cm² (CW)
170
nW/cm² - 0,35 mW/cm²
(True RMS)
|
|
Incertidumbre
|
|
Linealidad
|
±1
dB (1 MHz to 1 GHz)
±1.25
dB (1 GHz to 2.45 GHz)
|
±1
dB (1 MHz - 400 MHz)
+1,4/
-1 dB (400 MHz - 2,45 GHz)
|
|
Planitud de la
respuesta de frecuencia
|
±0.5 dB (1.2 - 200
V/m)
±0.7 dB (200 - 320
V/m)
|
±0.5
dB (0.00038 -10.6 mW/cm²)
±0.7
dB (10.6 - 27 mW/cm²)
|
+2/-3
dB (1 bis 2 V/m)
±1
dB (2 bis 4 V/m)
±0,5
dB (4 bis 400 V/m)
±1
dB (400 bis 1300 V/m)
|
+2/-3
dB (0,265 - 1,06 µW/cm²)
±1
dB (1,06 - 4,25 µW/cm²)
±0,5
dB (4,25 µW/cm² - 42 mW/cm²)
±1 dB (42 - 450 mW/cm²)
|
|
Especificaciones
generales
|
|
Rango de
temperatura
|
0 °C - +50 °C
|
0 °C - +50 °C
|
|
Compatibilidad
NBM-500
|
SI
|
SI
|
TABLA 1
TABLA COMPARATIVA
EF0391 Y EF0392
Fig. 3 Sonda EF0391
III.
MEDICIONES
De acuerdo a
lo establecido en las normas mencionadas en la sección de introducción, previo
a efectuar las mediciones se debe realizar:
· Evaluación del entorno de medición:
relevamiento visual del lugar, entorno, ubicación, características
topográficas, objetos que pudieran producir campos relativamente intensos
· Selección de puntos de medición: lugar
accesible por el público, se deben seleccionar al menos 16 puntos, registrar la
ubicación, evitar posibles interferencias
Además, los límites establecidos como máxima exposición
poblacional permitida en función de la frecuencia se observan en la tabla 2.
|
Rango de frecuencia
f (MHz)
|
Densidad de
Potencia equivalente de onda plana S (mW/cm2)
|
Campo Magnético E
(V/m)
|
Campo Eléctrico H
(A/m)
|
|
0,3-1
|
20
|
275
|
0,73
|
|
1-10
|
20/f2
|
275/f
|
0,73/f
|
|
10-400
|
0,2
|
27,5
|
0,073
|
|
40-2000
|
f/2000
|
1f375f1/2
|
-
|
|
2000-100000
|
1
|
61,4
|
-
|
TABLA 2
VALORES LÍMITES DE
EXPOSICIÓN SEGÚN RESOLUCIÓN Nº 202/95 DEL MINISTERIO
DE SALUD Y ACCIÓN SOCIAL DE LA NACIÓN
Dicho esto, en primera instancia se mide es la
inmisión, en caso de que los valores que se obtengan superen los límites de la
tabla 1, se procederá con la medición de emisión en las estaciones
correspondientes. Una vez que se selecciona el punto a verificar se realiza un
barrido de mediciones desde una altura de unos 30 cm desde el suelo hasta
aproximadamente una altura de 2 metros, a una velocidad lenta y contante.
Teniendo en cuenta lo expuesto, durante los meses de
agosto, septiembre y octubre del año 2022, en conjunto con todo el equipo de
investigación, se llevaron a cabo mediciones en distintos puntos cercanos
dentro y fuera de la UNLAM. Dichos puntos se observan en el mapa de la figura
4.
Fig. 4 Mapa de puntos de
medición
Al
cual se puede acceder mediante el link:
Los
resultados obtenidos, junto con su respectiva fecha y ubicación se reflejan en
la tabla 3.
|
|
Ubicación (Grados
Decimales)
|
Mediciones mW/cm2
|
|
Fecha
|
Pto.
|
x
|
y
|
Máx.
|
Prom.
|
|
11/08
|
1
|
-58,561782
|
-34,6695761
|
0.0037
|
0.0015
|
|
2
|
-58,562015
|
-34,6697835
|
0.0012
|
0.0008
|
|
3
|
-58,562294
|
-34,6700504
|
0.0018
|
0.0010
|
|
4
|
-58,562748
|
-34,6703394
|
0.0009
|
0.0006
|
|
5
|
-58,563011
|
-34,6705750
|
0.0014
|
0.0007
|
|
6
|
-58,563465
|
-34,6710861
|
0.0031
|
0.0006
|
|
19/08
|
7
|
-58,562636
|
-34,6688363
|
0.0006
|
0.0005
|
|
8
|
-58,562759
|
-34,6689664
|
0.0022
|
0.0014
|
|
9
|
-58,562858
|
-34,6692267
|
0.0002
|
0.0002
|
|
10
|
-58,563105
|
-34,6694186
|
0.0003
|
0.0002
|
|
11
|
-58,563574
|
-34,6698576
|
0.0004
|
0.0003
|
|
12
|
-58,564113
|
-34,6702383
|
0.000
|
0.0000
|
|
13
|
-58,564292
|
-34,6703994
|
0.0007
|
0.0005
|
|
14
|
-58,563783
|
-34,6707678
|
0.0031
|
0.0014
|
|
05/09
|
15
|
-58,563858
|
-34,6696998
|
0.0012
|
0.0004
|
|
16
|
-58,564030
|
-34,6695321
|
0.0005
|
0.0003
|
|
17
|
-58,564330
|
-34,6693270
|
0.0005
|
0.0004
|
|
18
|
-58,564628
|
-34,6690534
|
0.0003
|
0.0002
|
|
19
|
-58,564893
|
-34,6688517
|
0.0003
|
0.0002
|
|
20
|
-58,565226
|
-34,6686576
|
0.0003
|
0.0001
|
|
21
|
-58,565668
|
-34,6688164
|
0.0001
|
0.0000
|
|
22
|
-58,565880
|
-34,6689973
|
0.0002
|
0.0001
|
|
23
|
-58,565591
|
-34,6692246
|
0.0002
|
0.0002
|
|
24
|
-58,565135
|
-34,6695202
|
0.0002
|
0.0002
|
|
25
|
-58,564837
|
-34,6696635
|
0.0010
|
0.0007
|
|
06/09
|
26
|
-58,564666
|
-34,6676055
|
0.000221
|
0.000026
|
|
27
|
-58,564371
|
-34,6678372
|
0.000427
|
0.000279
|
|
28
|
-58,564143
|
-34,6676166
|
0.000452
|
0.000251
|
|
29
|
-58,563974
|
-34,6681195
|
0.000861
|
0.000379
|
|
30
|
-58,563866
|
-34,6678416
|
0.000497
|
0.000273
|
|
31
|
-58,563775
|
-34,6682872
|
0.000324
|
0.00204
|
|
32
|
-58,563585
|
-34,6678923
|
0.000445
|
0.000251
|
|
33
|
-58,563523
|
-34,6684637
|
0.000581
|
0.000386
|
|
23/09
|
34
|
-58,565799
|
-34,6690750
|
0.000201
|
0.000078
|
|
35
|
-58,566416
|
-34,6689890
|
0.000201
|
0.000041
|
|
36
|
-58,566893
|
-34,6686316
|
0.000136
|
0.000082
|
|
37
|
-58,567062
|
-34,6684265
|
0.000608
|
0.000134
|
|
38
|
-58,566448
|
-34,6681397
|
0.00045
|
0.000219
|
|
39
|
-58,567126
|
-34,6679323
|
0.000381
|
0.000178
|
|
40
|
-58,567590
|
-34,6675220
|
0.000207
|
0.000108
|
|
41
|
-58,567901
|
-34,6678441
|
0.000334
|
0.000172
|
|
42
|
-58,568247
|
-34,6675419
|
0.000259
|
0.000168
|
|
43
|
-58,568937
|
-34,6670274
|
0.000267
|
0.000131
|
|
44
|
-58,569417
|
-34,6667185
|
0.00065
|
0.000428
|
|
45
|
-58,569081
|
-34,6663612
|
0.000334
|
0.000221
|
|
46
|
-58,569038
|
-34,6659817
|
0.001845
|
0.001039
|
TABLA 3
RESULTADOS DE
MEDICIONES EFECTUADAS
Como
se puede observar, y teniendo en cuenta los limites detallados en la tabla 1,
los valores obtenidos se encuentran dentro del
rango permitido y no dañino para la población. El valor máximo medido es de
0.0037 mW/cm2, es decir que se encuentran
un 99% por debajo del límite más estricto que establece la norma (20mW/cm2).
IV.
CONCLUSIONES
A.
Sobre
la investigacion:
Basados en los cálculos y en las mediciones realizadas
concluimos que los niveles presentes en los puntos de estudiados son menores
que los valores estipulados por la normativa vigente.
Respecto a las mediciones llevadas a cabo, se concluye que es de
vital importancia conocer el entorno donde se toman las mediciones, saber que
puede y que no puede afectarlas, estar al tanto de los valores limite.
A través del proceso de desarrollo de este proyecto se adquirió
capacitación para el uso del equipo de medición Narda NBM 500, y de las normas
relacionadas a las RNI y sus respectivas mediciones. Lo cual es útil para el
desarrollo de propuestas futuras para monitoreos de RNI.
Vale la pena resaltar que este proyecto sirve como punto de
partida de la universidad en cuanto a la temática de las RNI y, por lo tanto,
abre un amplio panorama de estudio. Por ejemplo, resultaría interesante evaluar
los distintos posibles objetos, barreras, muros que podrían disminuir el
impacto de las ondas electromagnéticas, así como también, y promover la
investigación de los impactos ambientales y los efectos en la salud por la
exposición a RNI. Para lograr estas metas se deberían conformar equipos
multidisciplinarios de profesionales de las áreas de ingeniería, ciencias
biológicas, ciencias sociales y de la salud.
B.
Sobre
mi experiencia personal
A pesar de haber aprendido mucho a lo largo de la carrera acerca
de ondas electromagnéticas, antenas, radiación, entre otros, esta experiencia
ha sido algo totalmente distinto, positivo y enriquecedor tanto a nivel
académico como a nivel profesional. Me permitió sumar prácticas reales en un
campo de medición, en conjunto con compañeros estudiantes, así como también con
los docentes, quienes han sido un apoyo fundamental para el desarrollo de las
prácticas y la recopilación de información previo a llevar a cabo al grupo,
gracias a esto los alumnos pudimos nutrirnos de su conocimiento para poder
avanzar de manera más veloz y simple con las tareas de la investigación.
Sumado a los temas de los cuales ya tenía al menos un mínimo
conocimiento teórico, he podido instruirme de manera práctica sobre las normas
vigentes relativas a las RNI, informarme sobre el uso de los equipos de
medición y sus correspondientes calibraciones y hasta me he dado el lujo de
utilizar dicho equipo el cual es propiedad de la UNLaM e incluso en Argentina
sería muy difícil o poco probable haberlo hecho.
Por otro lado, considero un punto importante que adquirir estos
conocimientos sirve o ayuda a poder informar a mis personas cercanas sobre el tema
en cuestión, el cual el común de la gente desconoce, e incluso puede llegar a
pensar que no existen normas sobre ello y hasta que cualquier radiación podría
provocar enfermedades graves. Hasta incluso me podría servir en caso de que en
algún momento quisiera dedicarme en profundidad a llevar a cabo las mediciones
y verificar cumplimiento de normas de manera profesional.
La experiencia sirvió a en varios aspectos: organización de
trabajo, esfuerzo, redacción de documentos formales y/o universitarios, redacción
de escritos para revistas científicas de discusión, entre otros. Sumado a esto,
el mundo de hoy es tremendamente competitivo y resulta necesario estar
actualizándose y compitiendo constantemente, por lo cual, recomiendo aprovechar
estas oportunidades que brinda la universidad de colaborar con los grupos de
investigación, en el cual se pueden emplear los conocimientos y herramientas
adquiridos a lo largo de la carrera, así como también enfrentarse a nuevos
retos y a distintas exigencias.
V.
REFERENCIAS Y
BIBLIOGRAFIA
A. Referencias
bibliográficas:
[1] H. D Young. & R. A. Freedman. Sears & Zemansky. Física Universitaria
con Física Moderna. Volumen 2. Decimosegunda Edición. Editorial Pearson. 2009.
[2] Mirion
Technologies. "What is radiation?" 31 marzo 2015. Recuperado de https://www.mirion.com/learning-center/radiation-safety-basics/what-is-radiation
[3] Leach V., Weller S., Redmayne M.
A novel database of bio-effects from non-ionizing radiation. Rev Environ Health. 25 septiembre 2018. doi:
10.1515/reveh-2018-0017. Recuperado desde: https://www.orsaa.org/uploads/6/7/7/9/67791943/a_novel_database_of_bio-effects_from_non-ionizing_radiation.pdf
[4] ENACOM. Ente Nacional de Comunicaciones. Recuperado desde http://www.enacom.gob.ar/radiaciones-no-ionizantes_p119
[5] OMS. Campos electromagnéticos y salud pública: teléfonos
móviles. 8 octubre 2014. Recuperado desde: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/electromagnetic-fields-and-public-health-mobile-phones
[6] Comisión Nacional de Comunicaciones. Resolución 3690/2004.
Boletín Oficial Nº 30.524, 10/11/04. Recuperado desde
https://www.enacom.gob.ar/multimedia/normativas/2004/Resolucion%203690_04%20CNC.pdf
[7] Hoja de datos.
NBM 550 Narda Broadband Field Meter Series NBM-500. Narda Safety Test Solutions. Recuperado desde:
https://www.trs-rentelco.com/Specs-Manuals/NAR_NBM_550_Spec.pdf
[8] Hoja de datos. E-FIELD PROBE EF 0391. Narda Safety Test Solutions.
Recuperado desde: https://www.narda-sts.com/de/breitband-emf/nbm-550/nbme-feld-3-ghz/
[9] Hoja de datos. E-FIELD PROBE EF 0392. Narda Safety Test
Solutions. Recuperado desde: https://www.narda-sts.com/en/wideband-emf/nbm-550/nbme-field-3-ghz-high-power/
[10] NBM Series Probes - Electric and
Magnetic Field Measurement. Narda Safety Test
Solutions. Recuperado desde:
https://assets-us-01.kc-usercontent.com/ecb176a6-5a2e-0000-8943-84491e5fc8d1/c3344fb0-4a7f-48a8-97ef-1a7abf79d88c/Narda%20Broadband%20Field%20Meter%20Series%20NBM-500%20Data%20Sheet.pdf