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UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR
UNIDADE CIENTÍFICA E PEDAGÓGICA
DE CIÊNCIAS DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA
CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS EM SISTEMAS BIOFÍSICOS
EPIDEMIOLOGIA E NORMAS DE SEGURANÇA
CARLOS MANUEL PEREIRA CABRITA
LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOMÉDICAS
2008
i
Dedicado à memória de James Clerk Maxwell (Edimburgo, 13
de Junho de 1831 – Cambridge, 5 de Novembro de 1879) e a
Nikola Tesla (Similjan, Sérvia, 10 de Julho de 1856 – New
York, 7 de Janeiro de 1943). Ao primeiro, porque representa
um dos expoentes máximos da capacidade intelectual da
humanidade e, ao deduzir as suas equações, fez confluir entre
si os fenómenos eléctricos e magnéticos, dando origem ao
electromagnetismo, que, por sua vez, permitiu o nascimento
no seio da ciência da indústria determinante da nossa civili-
zação – exactamente a indústria electrotécnica. Ao segundo,
porque, ao inventar o motor trifásico de indução e o transfor-
mador, e ao prever as comunicações sem fios, é muito justa-
mente considerado o fundador da indústria electrotécnica.
ii
PREFÁCIO
Assim como o carvão representou a base energética da Primeira Revolução
Industrial, a Electricidade é o combustível invisível da vida moderna. O aumen-
to descomunal da utilização da electricidade prova, indubitavelmente, que a
energia eléctrica tem um papel essencial na nossa sociedade, ao ponto de ser
impensável imaginar-se o quotidiano actual sem se ter acesso a essa fonte
energética. Sem dúvida que as tecnologias associadas ao electromagnetismo
têm vindo a tornar a nossa vida bastante mais fácil, podendo afirmar-se que,
por exemplo, a vida familiar e pessoal seria impossível sem a existência de
electrodomésticos e dos equipamentos multimédia de lazer. Por outro lado, o
desenvolvimento das telecomunicações e dos sistemas informáticos tem vindo
a permitir a comunicação fácil e directa entre pessoas individuais, grupos e
colectividades, sejam elas citadinas ou rurais.
Todavia, a par de todas estas vantagens e benefícios altamente significativos,
a electricidade apresenta os seus próprios riscos, muitos deles de extrema
gravidade, como sucede com as electrocussões por contacto directo ou
indirecto com condutores ou cabos eléctricos. Adicionalmente, a utilização da
energia eléctrica resulta na geração de campos eléctricos e de campos
electromagnéticos, ou seja, de campos electromagnéticos, que, ao cabo e ao
resto, representam forças naturais invisíveis e encontram-se presentes sempre
que exista electricidade.
Contudo, os campos electromagnéticos são parte integrante e essencial da
nossa vida, devido à sua presença em numerosas aplicações, o que obriga a
uma exposição permanente que poderá conduzir ao aparecimento de efeitos
biológicos nocivos e adversos, como se verá nos diversos capítulos deste livro.
Poder-se-á afirmar que, desde o nascimento da indústria electrotécnica, nos
finais do Século XIX, os seres vivos encontram-se rodeados de campos
electromagnéticos criados pela própria humanidade, devido ao rápido
desenvolvimento das centrais e redes de transporte de energia eléctrica, da
rádio e da televisão, do radar, das comunicações celulares, dos electro-
domésticos, dos equipamentos multimédia, e dos computadores, entre toda
uma panóplia de sistemas que seria exaustivo descrever.
iii
A influência dos campos electromagnéticos em sistemas biológicos nasceu
praticamente com Hipócrates, e tem vindo a ser estudada através da história,
com muito mais realce, como não poderia deixar de ser, nos tempos modernos,
devido aos efeitos nocivos eventualmente causados pelas antenas de comuni-
cações e pelas linhas de alta tensão de transporte de energia eléctrica. Estes
estudos continuarão a ser realizados e, por serem bastante complexos,
obrigarão à constituição de equipas multi e inter-disciplinares, onde participarão
médicos, biomédicos, engenheiros, biólogos, técnicos de saúde pública,
técnicos de ambiente, e gestores de avaliação de situações de risco.
A unidade curricular a que se destina este livro de apoio, representa
exactamente um bom exemplo da miscigenação entre medicina, biomedicina e
engenharia electrotécnica, e apresenta os seguintes objectivos, a seguir discri-
minados:
• Descrição e compreensão dos fenómenos inerentes ao espaço
electromagnético, através das quatro equações de Maxwell, que
englobam em si todas as leis relacionadas com a electrostática, a
corrente eléctrica, o campo magnético variável, e a indução electro-
magnética.
• Descrição sucinta das fontes geradoras de campos eléctricos, de
campos magnéticos, e de radiação de rádio-frequência.
• Descrição e compreensão dos mecanismos de acção dos campos
electroma-gnéticos sobre os sistemas biológicos.
• Descrição e compreensão das bases para a modelização matemática
relacionada com a absorção da energia dos campos electromagnéticos
por parte dos sistemas biológicos.
• Descrição e compreensão dos efeitos biológicos dos campos electro-
magnéticos de extremamente reduzida frequência e das rádio-fre-
quências.
• Descrição e análise dos efeitos terapêuticos dos campos electro-
magnéticos.
• Descrição das medidas a adoptar, como prevenção das acções nocivas
dos campos electromagnéticos.
iv
• Enumeração da regulamentação de segurança e de protecção,
internacional assim como de diversos países, contra a exposição a
radiações.
Por outro lado, com a aprovação na unidade curricular em questão, os alunos
adquirirão as seguintes competências profissionais, técnicas e científicas:
• Capacidade para descrever os fenómenos inerentes ao campo electro-
magnético, através da recorrência às equações de Maxwell.
• Capacidade para definir as vias a seguir conducentes à modelização
matemática relacionada com a absorção da energia da rádio-frequência
e dos campos ele-ctromagnéticos de muito baixa frequência por parte
dos sistemas biológicos.
• Capacidade para enumerar e discernir os tipos de equipamentos,
industriais, domésticos, e utilizados em electromedicina, geradores de
radiação electro-magnética.
• Capacidade para descrever e enumerar os mecanismos e os efeitos da
radiação electromagnética nos sistemas biofísicos.
• Conhecimento das publicações internacionais – livros e revistas cientí-
ficas e técnicas –, que expõem e divulgam os mais recentes resultados
de investigação sobre este tema.
• Conhecimento das regras e linhas de acção internacionais, de protec-
ção contra os efeitos nocivos da exposição às radiações electro-
magnéticas.
• Capacidade para formar e integrar equipas multidisciplinares com
médicos e engenheiros electrotécnicos, com a finalidade de procurarem
soluções técnicas com vista à protecção contra a exposição a
radiações.
• Capacidade para promover e desenvolver estudos, individualmente e
em equipa, que procurem relacionar determinados tipos de doenças e
anomalias com a exposição a radiações.
• Capacidade para elaborar relatórios técnicos, que descrevam e
explicitem os modos de assinalar os equipamentos potencialmente
perigosos, assim como as medidas preventivas a adoptar.
v
• Capacidade para integrar equipas de projecto de unidades hospitalares,
onde existam equipamentos de electromedicina, com a finalidade de
melhor localizar esses equipamentos.
• Capacidade para participar em equipas de projecto e manutenção de
equipamento electromédico.
No que respeita à estrutura organizativa deste livro, ele contém cinco capí-
tulos, onde se abordam, de uma forma aprofundada, os seguintes assuntos:
Capítulo 1. Electromagnetismo Define-se campo eléctrico e apresentam-se alguns aspectos relacionados com
a electrostática. Define-se igualmente campo magnético e, da mesma forma,
apresentam-se alguns aspectos do estudo da magnetostática. Como base da
origem dos campos electromagnéticos, expõe-se ainda o fenómeno da indução
electromagnética, descoberto e comprovado praticamente em simultâneo pelo
americano Joseph Henry e pelo inglês Michael Faraday, no Século XIX. Por
outro lado, na medida em que reúnem em si todos os fenómenos do campo
eléctrico e do campo magnético, estudam-se as quatro equações de Maxwell
na forma integral, que é a de mais simples compreensão e, na sua sequência,
cita-se a energia electromagnética, definindo-se e apresentando-se o vector de
Poynting. Continuando com a teoria do electromagnetismo, estabelece-se a
relação entre os campos electromagnéticos e a radiação, apresentando-se o
espectro das frequências, expondo ao mesmo tempo os conceitos de radiação
não-ionizante e de radiação ionizante. A terminar, descrevem-se as interacções
entre os campos electromagnéticos e os materiais biológicos mais importantes
– as células e os tecidos humanos.
Capítulo 2. Campos Electromagnéticos de Frequências Extremamente Reduzidas Descrevem-se as fontes geradoras de campos eléctricos e magnéticos, em
corrente contínua (magnetosfera, imagiologia através de ressonância mag-
nética, linhas eléctricas em corrente contínua, como é o caso das catenárias
vi
ferroviárias), e em corrente alternada (condutores em instalações eléctricas,
geradores eléctricos). Assinala-se e descrevem-se igualmente quais as origens
dos campos electromagnéticos no meio ambiente – linhas aéreas de trans-
porte de energia eléctrica, cabos subterrâneos de transporte e distribuição de
energia eléctrica, subestações, transformadores, instalações eléctricas de
baixa tensão, veículos rodoviários e ferroviários, fornos de indução industriais,
electrodomésticos, terminais de vídeo.
Atendendo a que, na maioria das situações, coexistem diversos equipamentos
geradores de campos electro-magnéticos, apresenta-se, em termos de
compatibilidade electromagnética, as interferências que surgem
frequentemente, como por exemplo a acção dos telemóveis sobre os
pacemakers cardíacos assim como sobre outros equipamentos médicos de
apoio à vida.
Descrevem-se igualmente os efeitos biológicos dos campos electromagnéticos
– interacção com os sistemas biológicos, relação com o cancro, estudos em
animais, e estudos em humanos (sistema nervoso, sistema cardiovascular,
síndroma da fadiga crónica, sensibilidade à electricidade, alterações visuais,
consequências de choques eléctricos directos e indirectos). Como conse-
quência, apresentam-se os resultados de estudos epidemiológicos –
epidemiologia, leucemia infantil, leucemia em adultos, tumores cerebrais,
cancro mamário, cancro pulmonar, cancro da pele, cancro da próstata, doença
de Alzheimer, demência, esclerose múltipla, depressão.
A terminar, apresenta-se um subcapítulo que descreve em pormenor os
aspectos relacionados com a protecção e segurança contra os efeitos nocivos
dos campos electromagnéticos, assim como a regulamentação e as normas de
segurança, que estabelecem os limites máximos de protecção aconselháveis,
no que respeita ao campo eléctrico, ao campo magnético, e às correntes
induzidas nos tecidos biológicos.
Capítulo 3. Radiação de Rádio-Frequência Inicia-se este capítulo através da indicação do espectro das frequências de
radiação, para os diversos equipamentos actuais, e descrevem-se e
enumeram-se as fontes geradoras de radiação – geradores, linhas de
vii
transmissão de sinal, antenas, estações de transmissão de rádio e televisão,
sistemas de radar, estações de recepção e rastreio de satélites, comunicações
na banda das micro-ondas, equipamento de transmissão rádio-móvel, comu-
nicações celulares móveis, comunicações multimédia sem fios, fornos micro-
ondas.
Apresentam-se os resultados obtidos através de estudos epidemiológicos
realizados em humanos, cobrindo aspectos como a percepção auditiva, a
actividade cerebral, o sistema cardiovascular, o sistema imunitário, os níveis de
melatonina, e o aparecimento de cataratas, descrevendo-se igualmente os
riscos a que se encontram expostas determinadas classes profissionais, como
por exemplo os operadores de radar, os militares, o pessoal de teleco-
municações e de radiodifusão, abordando-se ainda os riscos inerentes à
exposição a transmissores de rádio e televisão, e a telefones celulares.
Dada a sua importância, dedica-se um subcapítulo integralmente à descrição e
análise das normas de protecção e segurança contra os efeitos nocivos das
radiações de rádio-frequência, apresentando-se os regulamentos norte-
-americanos e os organismos legisladores, os regulamentos canadianos, os de
alguns países europeus (Áustria, Bélgica, Finlândia, Alemanha, Itália, Holanda,
Suécia, Suíça, Reino Unido, e Rússia), os de alguns países asiáticos (Austrália
e Nova Zelândia, China, e Japão). Adicionalmente, apresentam-se os níveis de
exposição considerados seguros, recomendados por dois importantes orga-
nismos internacionais – The International Radiation Protection Association, e
The International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection.
Bibliografia Este livro parece-nos, devido à elevada quantidade e variedade de temas
abordados e expostos, ser suficiente para que os alunos compreendam toda a
problemática relacionada com os efeitos biofísicos dos campos electro-
magnéticos. Quanto aos restantes livros citados, contêm uma enorme varie-
dade de assuntos interessantíssimos, apresentados na maioria das situações
com uma profundidade científica notável, e poderão pontualmente contribuir
para a formação especializada dos alunos, daí que se aconselhe que, no seu
processo de auto-aprendizagem complementar, sejam consultados, na medida
viii
em que poderão esclarecer dúvidas e, ao mesmo tempo, indicar linhas
orientadores de investigação futura.
ix
ÍNDICE
CAPÍTULO 1. ELECTROMAGNETISMO 11.1. GRANDEZAS E UNIDADES 1
1.1.1. Grandezas Escalares e Vectoriais 1 1.1.2. Sistema de Unidades 2
1.2. CAMPO ELECTROMAGNÉTICO 3 1.2.1. Grandezas do Campo 3 1.2.2. Campo Eléctrico 5 1.2.3. Campo Magnético 12
1.3. INDUÇÃO ELECTROMAGNÉTICA 161.4. EQUAÇÕES DE MAXWELL 181.5. ENERGIA ELECTROMAGNÉTICA 231.6. CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS E RADIAÇÕES 261.7. ESPECTRO DAS FREQUÊNCIAS ELECTROMAGNÉTICOS 28
1.7.1. Radiação Não-Ionizante 28 a) Campos Electromagnéticos de Frequência
Extremamente Reduzida 30 b) Radiação de Rádio-Frequência 30 c) Radiação Óptica Não Coerente 31 1.7.2. Radiação Ionizante 32 a) Raios X 33 b) Raios Gama 34
1.8. MATERIAIS BIOLÓGICOS 34 1.8.1. Células 34 1.8.2. Tecidos 37
1.9. CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS E RISCOS PARA A SAÚDE 37
CAPÍTULO 2. CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS DE FREQUÊNCIAS EXTREMAMENTE REDUZIDAS 44
2.1. FONTES GERADORAS DE CAMPOS ELÉCTRICOS E MAGNÉTICOS 44
2.1.1. Fontes de Corrente Contínua 45 a) Magnetosfera 46 b) Linhas de Transporte de Energia Eléctrica 47
x
c) Imagiologia de Ressonância Magnética 47 2.1.2. Fontes de Corrente Alternada 48 a) Condutor Simples 52 b) Dois Condutores Paralelos 53 c) Enrolamentos (Bobinas) 54 d) Linhas de Transporte Trifásicas 55 2.1.3. Electrodomésticos 60 2.1.4. Monitores de Computadores 62 2.1.5. Incompatibilidade Electromagnética 64
2.2. EFEITOS BIOFÍSICOS DOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS 65 2.2.1. Mecanismos de Interacção 67 a) Correntes Induzidas 68 b) Biomaterias Magnéticos 69 c) Radicais Livres 70 d) Membrana Celular e Ligação Química 71 2.2.2. Campos Electromagnéticos e Cancro 72 a) Mecanismos do Cancro 72 b) Carcinogénese 73 c) Hipótese da Melatonina 74 2.2.3. Estudos Celulares 76 a) Efeitos Relevantes para o Cancro 76 Material Genético 76 Transporte de Cálcio 77 Proliferação e Diferenciação de Células 78 Actividade Enzimática 78 Hormonas 79 Sistema Imunitário 79 Comunicações Intercelulares 79 b) Efeitos não Cancerígenos 80 2.2.4. Estudos em Humanos 80 a) Sistema Cardiovascular 81 b) Síndroma da Fadiga Crónica 81 c) Sensibilidade Eléctrica 82 d) Choques e Microchoques Eléctricos 82 e) Sensações Visuais 84
xi
2.3. ESTUDOS EPIDEMIOLÓGICOS 84 2.3.1. Epidemiologia 85 a) Rácio de Possibilidades 85 b) Locais de Exposição 87 Locais de Trabalho (Locais Ocupacionais) 87 Locais Públicos 88 2.3.2. Estudos Epidemiológicos do Cancro 88 a) Leucemia Infantil 89 b) Leucemia em Adultos 92 c) Cancro Cerebral 94 d) Cancro Mamário 95 e) Cancro Pulmonar 96 f) Cancro da Pele 97 g) Cancro da Próstata 97 2.3.3. Estudos Epidemiológicos de Doenças não Cancerosas 99 a) Doença de Alzheimer e Demência 99 b) Esclerose 99 c) Depressão e Suicídio 100 d) Doenças Cardíacas 100 2.3.4. Estudos Relevantes sobre Terminais de Computador e
Outros Electrodomésticos 101
2.4. NORMAS DE SEGURANÇA E REGULAMENTAÇÃO 103 2.4.1. Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE 107 2.4.2. National Radiological Protection Board NRPB 108 2.4.3. International Commission on Nonionizing Radiation
Protection ICNIRP 109 2.4.4. Normas Suecas 110 2.4.5. Normas Alemãs 111 2.4.6. American Conference of Governmental Industrial
Hygienists ACGIH 112 2.4.7. Restrições 114
CAPÍTULO 3. RADIAÇÃO DE RÁDIO-FREQUÊNCIA 116
3.1. FONTES DE RADIAÇÃO DE RÁDIO-FREQUÊNCIA 116 3.1.1. Definições e Conceitos 116
xii
3.1.2. Elementos de um Sistema de RFR 118 a) Geradores 119 b) Linhas de Transmissão 119 c) Antenas 121 3.1.3. Transmissores de Rádio e Televisão 126 a) Estações de Rádio AM 127 b) Estações de Rádio FM 127 c) Estações de Televisão FM 127 3.1.4. Sistemas de Radar 128 a) Radares Estacionários 128 b) Radares de Controlo do Tráfego 129 3.1.5. Estações Terrestres de Rastreio de Satélites 130 3.1.6. Comunicações por Microondas 131 3.1.7. Equipamento Móvel de Rádio 132 3.1.8. Comunicações Celulares 133 a) Generalidades 133 b) Tecnologias Celulares 135 3.1.9. Comunicações Multimédia sem Fios 136 3.1.10. Fornos Microondas 137
3.2. ESTUDOS HUMANOS E EPIDEMIOLÓGICOS 138 3.2.1. Generalidades 138 3.2.2. Estudos Humanos 138 a) Percepção Auditiva 138 b) Actividade Cerebral 139 c) Sistema Cardiovascular 140 d) Sistema Imunitário 141 e) Melatonina 141 f) Cataratas 141 3.2.3. Estudos Epidemiológicos 142 a) Exposição Ocupacional 142 b) Exposição em Locais Públicos 145 3.2.4. Casos Pessoais 147
3.3. NORMAS DE SEGURANÇA E REGULAMENTAÇÃO 148 3.3.1. Norma ANSI/IEEE C95.1 150 3.3.2. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1966 150
xiii
3.3.3. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1974 151 3.3.4. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1982 151 3.3.5. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1992 152 3.3.6. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 2005 153 3.3.7. Relatório NCRP nº 86 – 1986 154 3.3.8. Relatório NCRP nº 86 – 1993 154 3.3.9. Normas ACGIH 155 3.3.10. Normas FCC 156 3.3.11. Normas Canadianas 157 3.3.12. Normas Japonesas 158 3.3.13. Normas Chinesas 158 3.3.14. Normas Australianas e Neo-Zelandezas 159 3.3.15. Normas Russas e da Europa de Leste 160 3.3.16. Normas IRPA 161 3.3.17. Normas ICNIRP 162 3.3.18. Norma CENELEC EN 50392 : 2004 163 3.3.19. Regulamentação na União Europeia 164 3.3.20. Factores de Segurança 166 3.3.21. Taxa de Absorção Específica 167
BIBLIOGRAFIA 172
1
CAPÍTULO 1. ELECTROMAGNETISMO
1.1. GRANDEZAS E UNIDADES Ao longo deste livro de apoio, utilizam-se frequentemente as expressões
Campo Electromagnético e Radiação, que convém explicitar em termos dos
seus significados físicos. Assim sendo, o Espaço Electromagnético, definido
pela primeira vez pelo cientista escocês James Clerk Maxwell, representa todo
o espaço físico onde, por sua vez, em todos os seus pontos se manifestam
fenómenos eléctricos e magnéticos, quantificados essencialmente através dos
vectores intensidade do campo eléctrico e intensidade do campo magnético,
sendo o Campo Electromagnético a interacção entre esses dois vectores.
Como exemplo pode-se citar o caso de um simples motor eléctrico que equipa
um electrodoméstico em que, no interior dos seus condutores, existe um
campo eléctrico e, no seu circuito magnético nos troços no ferro e no ar,
manifesta-se a existência de um campo magnético.
Por outro lado, sob determinadas circunstâncias que serão descritas ao longo
do texto, os campos electromagnéticos produzem ondas, que radiam a partir
das suas fontes, daí a existência do vocábulo Radiação Electromagnética ou
simplesmente Radiação. Como exemplo evidente, tem-se a radiação provo-
cada pelas antenas de comunicações móveis e de rádio e televisão.
Como se verá um pouco mais à frente, a interacção entre os campos eléctrico
e magnético é descrita através das denominadas Equações de Maxwell, que
permitem estudar e analisar todos os fenómenos, estáticos e variáveis no
tempo, que se manifestam no espaço electromagnético.
1.1.1. Grandezas Escalares e Vectoriais Como é sabido da matemática e da física, uma grandeza que tem apenas
magnitude e sinal algébrico, é designada por grandeza escalar ou simples-
mente por escalar, como sucede por exemplo com o tempo t, a massa m, a
potência P, e a energia W. Por outro lado, as grandezas que, além de
possuírem magnitude, são ainda caracterizadas por apresentarem uma
direcção e um sentido, são designadas por grandezas vectoriais ou simples-
2
mente por vectores. É o caso, por exemplo, da velocidade Vr
, da força Fr
, e do
vector densidade de fluxo eléctrico Dr
. Como é habitual e do conhecimento
geral, os vectores serão sempre representados em itálico encimados por um
pequeno segmento com uma seta na sua extremidade direita, enquanto que o
seu módulo, ou magnitude, será sempre representada pelo mesmo símbolo,
mas sem o segmento superior – por exemplo, Br
representa o vector densidade
de fluxo magnético, enquanto que B é o seu módulo. Saliente-se que, no
estudo do campo electromagnético, utilizam-se diversas grandezas escalares e
vectoriais, como se verá de seguida.
1.1.2. Sistema de Unidades Na prática, a medição de qualquer grandeza física deverá sempre ser expressa
através de um número seguido por uma unidade, unidade essa que é uma
normalização através da qual uma dimensão pode ser expressa numeri-
camente. Os sistemas de unidades são usualmente definidos através de siglas,
que têm como significado as iniciais das unidades das suas grandezas funda-
mentais, tendo coexistido até há relativamente poucos anos, três sistemas de
unidades:
• Sistema CGS:
grandezas fundamentais – comprimento, massa, tempo
unidades – centímetro, grama-massa, segundo
• Sistema prático ou gravitatório MKpS:
grandezas fundamentais – comprimento, peso, tempo
unidades – metro, kilograma-peso, segundo
• Sistema Giorgi ou MKS:
grandezas fundamentais – comprimento, massa, tempo
unidades – metro, kilograma-massa, segundo
Note-se que o sistema MKS, introduzido por Giorgi em 1901, representa
exactamente o Sistema Internacional de Unidades SI, adoptado universalmente
com as siglas MKSA, devido à introdução da sigla A que representa a unidade
Ampére da grandeza fundamental intensidade da corrente eléctrica. Este
3
sistema recomenda ainda que os múltiplos e os submúltiplos de todas as
unidades sejam escritos em passos (steps) de 103 e de 10-3.
1.2. CAMPO ELECTROMAGNÉTICO 1.2.1. Grandezas do Campo Como o seu próprio nome indica, o campo electromagnético é um espaço físico
onde coexistem, em interacção, campos eléctricos e campos magnéticos,
podendo ser criados artificialmente, por exemplo, em sistemas de produção,
transporte e utilização de energia eléctrica, através dos geradores, dos trans-
formadores, das linhas aéreas ou dos cabos subterrâneos de transporte, das
instalações eléctricas de baixa tensão domésticas e industriais, e por todos os
receptores que utilizam essa energia, tendo esses campos origem na
existência e no movimento de cargas eléctricas. Convém igualmente salientar
que os campos electromagnéticos criados artificialmente encontram-se sempre
presentes onde quer que existam equipamentos eléctricos, sejam electrodo-
mésticos, motores eléctricos, antenas, ou equipamentos médicos. No nosso
meio ambiente, existem igualmente campos electromagnéticos, de origem
natural, como o próprio campo magnético terrestre, as tempestades com
trovoadas, e as conhecidas auroras boreais, provocadas pela interacção entre
o vento solar e o campo magnético do planeta.
Apesar do campo electromagnético existir, não é possível ver nem sentir de
forma directa a existência de campos eléctricos e de campos magnéticos,
sendo no entanto possível medi-los e avaliá-los. Por exemplo, um simples
condutor de uma instalação eléctrica doméstica em baixa tensão, sujeito a uma
diferença de potencial que origine um movimento de cargas eléctricas no seu
interior, será sede não só de um campo eléctrico devido ao movimento das
cargas mas também de um campo magnético concêntrico – ou seja, este
condutor, assim como todo o espaço envolvente, representam um espaço
electromagnético.
A energia electromagnética, artificialmente gerada por equipamentos e que se
propaga através de ondas, interage não só com outros equipamentos
geradores de ondas similares, podendo provocar anomalias – daí a importância
crescente dos estudos sobre incompatibilidades electromagnéticas (veja-se a
influência dos telefones celulares sobre os pacemakers cardíacos) –, mas
4
também sobre os sistemas biológicos, daí que seja essencial a compreensão
de alguns conceitos físicos, que se apresentam seguidamente, para que se
possa analisar e entender os mecanismos de interacção entre os campos
electromagnéticos e os materiais biológicos.
Apesar das investigações iniciais dessa interacção se terem centrado essen-
cialmente nos efeitos resultantes das exposições a campos de elevada
intensidade, os estudos actuais debruçam-se cada vez mais sobre todas as
possibilidades, incluindo a influência de campos electromagnéticos muito
reduzidos. Apesar de, no espaço electromagnético, coexistirem campos
eléctricos e campos magnéticos, muito provavelmente os efeitos biofísicos
provocados por estes dois tipos de campos serão bastante diferenciados.
Quanto às grandezas que caracterizam o campo electromagnético, elas são as
seguintes, tanto vectoriais como escalares:
• Vector densidade de fluxo eléctrico ou vector deslocamento eléctricoDr
,
de módulo densidade de fluxo eléctrico ou deslocamento eléctrico D.
• Vector densidade de corrente Jr, de módulo densidade de corrente J.
• Vector densidade de fluxo magnético Br
, de módulo densidade de fluxo
B.
• Vector intensidade do campo eléctrico Er
, de módulo intensidade do
campo eléctrico E.
• Vector intensidade do campo magnético Hr
, de módulo intensidade do
campo magnético H.
• Constante dieléctrica, ou permitividade, do meio (material) dieléctrico ε.
O seu valor no vazio é ε0 = 8,854 x 10-12 farads/metro (F/m).
• Condutividade eléctrica do meio (material) condutor σ.
• Permeabilidade magnética do meio (material) magnético μ. O seu valor
no vazio é μ0 = 4 π x 10-7 henries/metro (H/m).
Outra constante importante utilizada em electromagnetismo, é a velocidade de
propagação das ondas electromagnéticas no vazio (velocidade da luz no
vazio), c = 3 x 108 metros/segundo (m/s). Na disciplina científica electroma-
gnetismo, é canónico efectuar-se o estudo da electrostática (cargas eléctricas e
5
campo eléctrico invariantes no tempo), da corrente eléctrica estacionária
(corrente contínua, em que as grandezas intervenientes são invariantes no
tempo), da magnetostática (campo magnético gerado por corrente contínua,
sendo as grandezas intervenientes igualmente invariantes no tempo), e dos
campos eléctricos e magnéticos variáveis no tempo. Como se verá um pouco
mais à frente, estes estudos têm todos eles como base as 4 Equações de
Maxwell, que serão apresentadas de uma forma generalizada, mas que, para
cada estudo concreto, são particularizadas. Um outro aspecto importante, para
que se fique com a noção clara de que existem similaridades entre a
electrostática, a corrente eléctrica estacionária e a magnetostática, consiste
exactamente na apresentação dessas similaridades não só entre grandezas
vectoriais mas também entre grandezas escalares, como se mostra no quadro
1.1.
Estudo Grandezas vectoriais Grandezas escalares
Electrostática E D ε
Corrente Estacionária E J σ
Magnetostática H B µ
Quadro 1.1 – Grandezas características do campo electromagnético
e similaridades entre elas.
1.2.2. Campo Eléctrico Como é sabido, o átomo é electricamente neutro, sendo constituído por um
núcleo com protões, isto é, cargas eléctricas positivas, e por electrões, ou seja
cargas eléctricas negativas, que, em número igual aos protões, giram em
órbitas em torno do núcleo. Estas cargas eléctricas encontram-se presentes no
vácuo, no ar e no interior de condutores – quando os electrões se movimentam
no interior dos condutores e cabos eléctricos, tem-se a conhecida corrente
eléctrica; porém essas cargas podem-se movimentar no espaço de um local
para outro, criando assim a denominada electricidade estática, cujos efeitos
são por nós conhecidos, como por exemplo quando os nossos cabelos se
dispõem de uma forma erecta perante um objecto electrizado ou quando se
“apanha” um pequeno choque eléctrico ao tocar-se na estrutura metálica de um
6
automóvel. Outro exemplo típico, natural, consiste nas trovoadas, em que as
nuvens, ao movimentarem-se na atmosfera, ficam carregadas fortemente com
cargas eléctricas, devido ao atrito com o ar.
Sempre que existam cargas eléctricas em movimento no interior de um condu-
tor, ou quando há cargas eléctricas de sinal contrário, separadas entre si,
existirá um vector intensidade do campo eléctrico E, que permite definir e
avaliar a diferença de potencial, ou tensão eléctrica, U, devida a essa
separação de cargas. Esta tensão, entre dois pontos do espaço ou entre dois
pontos de um condutor, pontos esses que se encontram, genericamente, aos
potencias eléctricos absolutos V1 e V2, é definida matematicamente como
sendo a circulação do vector intensidade do campo eléctrico Er
entre esses
dois pontos, ou seja:
∫ •=−= s sdEVVUrr
21
sendo ds o vector de definição do caminho de circulação do vector campo
eléctrico. Se estes dois vectores forem colineares, isto é, se tiverem a mesma
direcção e o mesmo sentido, como sucede entre as armaduras paralelas de um
condensador plano ou no interior de um condutor eléctrico, ao resolver-se o
integral obtém-se:
sEVVU =−= 21
sendo s, em metros (m), a distância entre os pontos 1 e 2. Esta tensão
eléctrica, expressa em joules/coulomb (J/C), equivalente em termos
dimensionais ao volt (V), representa o trabalho necessário para mover uma
unidade de carga eléctrica entre aqueles dois pontos 1 e 2. Como se constata,
através da última expressão, quanto mais elevada for a tensão eléctrica ou
quanto mais próximas estiverem as cargas entre si, mais intenso será o campo
eléctrico, cuja intensidade tem como unidade o newton/coulomb (N/C),
dimensionalmente equivalente ao volt/metro (V/m).
Basicamente, os campos eléctricos podem ser representados de uma forma
gráfica, como se mostra na figura 1.1, considerando apenas uma única carga
(a), em que as linhas de força do vector campo eléctrico são radiais, ou então
considerando duas armaduras planas, paralelas, carregadas com cargas
eléctricas de sinais contrários (b).
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Figura 1.1 – Linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico:
(a) – devidas a uma única carga eléctrica
(b) – devidas a duas armaduras paralelas (condensador).
Por sua vez, na figura 1.2 mostra-se o campo eléctrico na zona envolvente do
coração humano, destacando-se as linhas de força do vector intensidade do
campo eléctrico assim como as linhas equipotenciais, isto é, as linhas cujos
pontos se encontram todas elas ao mesmo potencial. Note-se que se têm duas
cargas eléctricas iguais, mas de sinal contrário, constituindo o que se designa
por dipolo eléctrico.
Figura 1.2 – Linhas de força do campo eléctrico e linhas equipotenciais
no coração humano.
Por outro lado, observa-se ainda que as linhas equipotenciais são perpendi-
culares às linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico e, além
disso, quanto mais próximas essas linhas equipotenciais se encontram das
respectivas cargas mais elevado é o valor do potencial eléctrico.
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Este facto deve-se à seguinte expressão:
VE ∇−=r
em que ∇ é um operador vectorial diferencial, conhecido da análise mate-
mática, representando ∇V o gradiente do potencial eléctrico V. Por conse-
guinte, esta expressão diz-nos, por um lado, que as linhas equipotenciais são
perpendiculares às linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico, e,
por outro, que o vector intensidade do campo eléctrico tem o sentido dos
potenciais eléctricos decrescentes. Nas figuras 1.3 e 1.4 são visíveis estas
constatações.
Figura 1.3 – Linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico e linhas
equipotenciais, entre duas cargas iguais (140 pC), mas de sinais contrários.
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Figura 1.4 – Linhas de força do vector intensidade do campo eléctrico e linhas
equipotenciais, entre duas cargas iguais (140 pC), e com o mesmo sinal.
Relativamente à figura 1.3, conclui-se que cargas eléctricas com sinais contrá-
rios repelem-se, enquanto que, como se pode ver na figura 1.4, cargas com o
mesmo sinal atraem-se. Se, em lugar de cargas eléctricas, se tivessem por
exemplo condutores eléctricos rectilíneos percorridos por correntes eléctricas
invariantes no tempo, com a mesma intensidade, circulando com sentidos con-
trários ou com o mesmo sentido, os mapas apresentados seriam rigorosamente
iguais, com a única diferença de que, em lugar da carga eléctrica Q, expressa
em coulombs (C), se teria a intensidade de corrente eléctrica I, cuja unidade é
o ampere (A), dimensionalmente idêntica ao coulomb por segundo (C/s).
Saliente-se que este fenómeno, de atracção ou de repulsão entre condutores
percorridos por correntes eléctricas, foi pela primeira vez descoberto e
explicado pelo físico e matemático francês André-Marie Ampére, em 1820.
10
Do exposto anteriormente, constata-se assim que, quanto mais próximo nos
encontrarmos de linhas áreas de transporte de energia eléctrica, de alta e
muito alta tensão, por exemplo 110 – 220 – 400 – 500 – 750 kV, mais intensos
são os campos eléctricos, daí os eventuais riscos inerentes da exposição a
esses campos eléctricos.
Na figura 1.5 mostram-se as linhas de força do vector intensidade do campo
eléctrico electrostático, bem como as respectivas linhas equipotenciais, no
espaço abaixo de uma nuvem de trovoada, carregada de cargas eléctricas.
Nesta mesma figura desenhou-se uma figura humana assim como uma trin-
cheira no solo, constatando-se, por um lado, que o campo eléctrico no fundo da
trincheira é inferior a 2000 V/m, enquanto que, na cabeça do humano, é
sensivelmente igual a 100000 V/m. Por conseguinte, durante a trovoada, o
risco de electrocussão do humano, ao manter-se em pé, é elevadíssimo, ao
passo que, se se deitar no chão da trincheira, é praticamente nulo (veja-se o
conselho que se encontra escrito na filactera). Este desenho comprova cien-
tificamente os sábios conselhos populares, a adoptar em campo aberto durante
as trovoadas, adquiridos empiricamente mas contudo correctos, de que nunca
se deve ficar em pé ou abrigarmo-nos debaixo de árvores, durante aquele tipo
de intempéries.
Figura 1.5 – Mapa das linhas de força do campo eléctrico electrostático (verticais),
e das equipotenciais (horizontais, na perpendicular), debaixo de uma nuvem de
trovoada.
11
Por sua vez, na figura 1.6 mostram-se os campos eléctricos e as equipotenciais
electrostáticas da atmosfera, numa situação de céu pouco nublado e com
condições propícias ao aparecimento de trovoadas, sendo de salientar que o
solo e a electroesfera constituem um enorme condensador de armaduras para-
lelas. As nuvens mais carregadas (cumulo-nimbus), propícias ao desencadear
de trovoadas, comportam-se como um potente gerador de cargas eléctricas,
que vão carregando aquele condensador, deslocando-se as cargas eléctricas
positivas para a electroesfera e as cargas negativas para a parte inferior
dessas nuvens, concluindo-se que o campo eléctrico é bastante intenso. Em
contra-partida, quando as condições climatéricas são amenas (céu limpo,
nuvens fracto-cumulus), os campos eléctricos são bastante reduzidos, e
dirigem-se exclusivamente para o solo.
Figura 1.6 – Campo eléctrico e equipotencias na atmosfera, em condições
de céu pouco nublado e de aparecimento de trovoadas.
Em electrostática, se se tiver um meio dieléctrico com uma constante die-
léctrica, ou permitividade, ε, em F/m, onde existam cargas eléctricas estáticas,
a relação entre a intensidade do campo eléctrico E (V/m) e a densidade de
fluxo eléctrico, ou deslocamento eléctrico, D (C/m2), é dada pela seguinte
expressão vectorial:
EDrr
ε=
12
Note-se que D representa uma medida do campo eléctrico em termos da carga
eléctrica equivalente por unidade de superfície. Por outro lado, na prática, os
materiais dieléctricos são os materiais isolantes utilizados em electrotecnia.
Nas situações em que os vectores densidade de fluxo eléctrico e intensidade
do campo eléctrico são colineares, pode-se escrever:
ED ε=
Quanto à constante dieléctrica, é ainda usual definir-se a constante eléctrica
relativa εr, adimensional, tomando como referência a constante dieléctrica do
vazio, ou seja:
0εεε =r
Para a maioria dos materiais biológicos, os valores desta constante relativa
situa-se entre 1 (como para o vácuo) e cerca de 80.
Conforme se salientou anteriormente, o movimento de cargas eléctricas no
interior de um condutor, origina o aparecimento de uma corrente eléctrica.
Assim sendo, a relação entre a intensidade do campo eléctrico e a densidade
de corrente no interior do meio condutor, é expressa através da seguinte
expressão:
EJrr
σ=
sendo a condutividade eléctrica do meio (material) condutor σ expressa em
amperes/volt/metro (A/V/m), dimensionalmente equivalente a 1/ohm/metro
(1/Ω/m). Havendo colinearidade entre os dois vectores, pode-se ainda
escrever:
EJ σ=
1.2.3. Campo Magnético No subcapítulo anterior, o campo eléctrico foi estudado por meio de uma força
de carácter eléctrico entre cargas, que actua sobre uma linha estabelecida
entre essas cargas. Com o movimento de cargas eléctricas, outro tipo de força
é exercida ao longo dessa linha entre cargas.
13
Esta força é representada através do vector intensidade do campo magnético
Hr
, o qual é devido às cargas eléctricas em movimento no espaço ou no interior
de condutores. Este vector, cujo módulo é H, expresso em amperes/metro
(A/m), é perpendicular à direcção da corrente eléctrica, e descreve círculos
concêntricos em torno do eixo longitudinal do condutor, como se esquematiza
na figura 1.7. Por conseguinte, sempre que existam condutores percorridos por
correntes eléctricas, estacionárias ou variáveis no tempo, existirão igualmente
campos magnéticos no espaço envolvente, também estacionários ou variáveis
no tempo. Ou seja, quem estiver próximo de linhas aéreas ou subterrâneas de
transporte de energia, ou mesmo em instalações domésticas ou industriais,
estará exposto a campos magnéticos e, consequentemente, aos seus
possíveis efeitos adversos.
Figura 1.7 – Linhas de força circulares do vector intensidade do campo magnético,
originadas pela corrente eléctrica que circula no interior do condutor.
Por conseguinte, existem campos magnéticos significativos gerados por cen-
trais eléctricas, linhas de transporte de energia, subestações eléctricas, trans-
formadores, catenárias de linhas ferroviárias eléctricas, painéis e anúncios
eléctricos, motores, e electrodomésticos, campos esses que facilmente pene-
tram noutros materiais, incluindo os tecidos humanos. Em geral, os campos
electromagnéticos são bastante intensos junto às fontes que lhes dão origem, e
diminuem bastante à medida que nos afastamos dessas fontes. Por outro lado,
as pessoas não sentem directamente a presença dos campos electroma-
gnéticos, todavia, quando a sua intensidade é elevada, podem causar uma
sensação visual tremeluzente, temporária, denominada magnetophosphenes,
que desaparece assim que a fonte do campo magnético é removida.
14
Quando um campo magnético, caracterizado pelo vector intensidade do campo
magnético, penetra através de uma superfície seccional de um meio (material)
magnético, de permeabilidade μ, como se esquematiza na figura 1.8, o vector
densidade de fluxo magnético através dessa superfície é dado pela seguinte
expressão:
HBrr
μ=
em que a densidade de fluxo é expressa em webers/metro quadrado (Wb/m2),
unidade esta que é equivalente ao tesla (T), em homenagem ao físico e enge-
nheiro Nikola Tesla. Existindo colinearidade entre os dois vectores, pode-se
ainda escrever:
HB μ=
Tal como em relação à constante dieléctrica, é usual definir-se a permea-
bilidade magnética relativa, tomando como base a permeabilidade magnética
absoluta do vazio, ou seja:
0μμμ =r
Do ponto de vista do seu comportamento face aos campos magnéticos, os
materiais são classificados em 3 categorias distintas:
• Materiais diamagnéticos: A sua permeabilidade relativa é ligeiramente
inferior à unidade, como é o caso do bismuto (0,99983), da prata
(0,99998), e do cobre (0,999991).
• Materiais paramagnéticos: A sua permeabilidade relativa é ligeiramente
superior à unidade, como é o caso do ar (1,0000004), do alumínio
(1,00002), e do palladium (1,0008).
• Materiais ferromagnéticos: A sua permeabilidade relativa é bastante
elevada, como é o caso do níquel (600), do ferro (5000), e do
supermalloy (1000000).
Na prática, os materiais são classificados em não-ferromagnéticos (diamagné-
ticos e paramagnéticos), uma vez que a sua permeabilidade relativa se pode
considerar igual à unidade, isto é, μr = 1, e em ferromagnéticos, com μr >> 1.
15
O fluxo magnético φ, expresso em webers (Wb), através de uma superfície de
área S, expressa em metros quadrados (m2), conforme se representa na figura
1.8, é definido como sendo a totalidade da densidade de fluxo magnético
através dessa superfície S. Supondo que as linhas de força do vector
densidade de fluxo magnético são perpendiculares à superfície, tem-se:
SHSB μφ ==
Figura 1.8 – Linhas de força do vector densidade de fluxo magnético B
através de uma superfície de área S.
Como exemplificação, esquematiza-se na figura 1.9 o espectro das linhas de
força do campo magnético gerado por um magneto permanente rectilíneo.
Figura 1.9 – Distribuição de linhas de força do campo magnético,
de um magneto permanente.
área S
B
16
1.3. INDUÇÃO ELECTROMAGNÉTICA A magnetostática, como se compreende, representa o estudo do campo ma-
gnético com origem na corrente eléctrica estacionária, isto é, na corrente
contínua. Como tal, todas as grandezas intervenientes, eléctricas e magné-
ticas, são invariantes no tempo. A magnetostática abrange igualmente o estudo
dos materiais magnéticos permanentes, que possuem um campo magnético
também ele invariante no tempo, não havendo a presença de correntes
eléctricas estacionárias.
Todavia, quando um condutor ou um enrolamento eléctrico se encontram sob a
acção de um campo magnético estacionário no tempo, esse condutor ou esse
enrolamento permanecerão inertes, isto é, não será gerada qualquer força
electromotriz e, consequentemente, corrente eléctrica estacionária. Contudo,
em 1831, em Londres, o físico inglês Michael Faraday descobriu que os
campos magnéticos variáveis no tempo geram correntes eléctricas em circuitos
fechados, também variáveis no tempo, desde que esses circuitos se
encontrassem sujeitos à acção desses campos magnéticos. Este mesmo
fenómeno, conhecido por indução electromagnética, foi igualmente constatado,
quase em simultâneo mas de uma forma independente, pelo físico americano
Joseph Henry, em Albany, no Estado de New York. Na prática, esse fenómeno
é conhecido universalmente por Lei de Indução de Faraday, lei esta que é
considerada como das mais importantes da história da humanidade, na medida
em que representa a base teórica e científica para a construção, por exemplo,
de geradores, motores, transformadores, e fornos de indução.
Faraday, na sua investigação, concluiu que a intensidade da corrente induzida
no circuito fechado é proporcional não ao fluxo que abraça, mas sim à taxa de
variação negativa desse mesmo fluxo em ordem ao tempo. Para melhor com-
preensão, considere-se uma espira de condutor eléctrico, de forma rectangular,
com um comprimento total s e com uma área total S, conforme se esquematiza
na figura 1.10, sujeita à acção de um campo magnético variável no tempo,
caracterizado pelo fluxo φ, perpendicular à superfície. Atendendo a que o
campo magnético é variável no tempo, gera-se um vector intensidade do
campo eléctrico no interior do condutor da espira, de módulo E também
17
variável no tempo, sendo assim a força electromotriz induzida na espira, f.e.m.,
variável no tempo, dada pela expressão:
sEsdEE sind =∫ •=rr
Figura 1.10 – Esquematização da Lei de Indução de Faraday.
Por outro lado, o valor instantâneo desta f.e.m. é também dado pela seguinte
expressão, que traduz, na sua forma original, a Lei de Indução de Faraday:
tddEindφ
−=
Como o valor instantâneo do fluxo magnético φ, através da totalidade da super-
fície S da espira, é dado por:
SB=φ
ter-se-á, finalmente:
)( SBtd
dEind −=
Analisando esta expressão geral da lei de indução, conclui-se o seguinte:
• Se B for invariante no tempo, e se a espira for mecanicamente inde-
formável (S constante), a f.e.m. induzida é nula.
S
φ
Eind
s
18
• Se B for variável no tempo e se a espira não se deformar, existe f.e.m.
induzida, que tem a designação de f.e.m. estática ou de transformação,
e é característica dos transformadores eléctricos.
tdBdSEind −=
• Se B for invariante no tempo, mas se a superfície da espira for variável
ou se rodar em torno do seu eixo de simetria longitudinal, existe f.e.m.
induzida, que se designa por f.e.m. dinâmica ou de rotação, e representa
a base da existência de geradores e motores eléctricos de corrente
contínua e de corrente alternada.
tdSdBEind −=
• Se B for variável no tempo e, em simultâneo, se a superfície da espira
for variável ou se rodar em torno do seu eixo de simetria longitudinal,
existe f.e.m. induzida, com as duas parcelas anteriores – estática e
dinâmica. É característica dos motores de corrente contínua a trabalha-
rem em corrente alternada, como é o caso dos pequenos motores que
equipam diversos electrodomésticos.
tdSdB
tdBdSEind −−=
1.4. EQUAÇÕES DE MAXWELL Como se estudou anteriormente, um campo eléctrico produz sempre um campo
magnético e, inversamente, um campo magnético variável no tempo produz
sempre um campo eléctrico.
Esta interacção entre os campos eléctricos e os campos magnéticos dá origem
a uma região do espaço físico designada por campo electromagnético, em que
todos os seus fenómenos são traduzidos matematicamente pelas 4 Equações
de Maxwell que, na forma diferencial, apresentam o seguinte aspecto,
considerando os campos variáveis no tempo:
19
tBE∂∂
−=×∇
rr
tDJH∂∂
+=×∇
rrr
0=•∇ Br
ρ=•∇ Dr
Nestas equações, e como já se salientou anteriormente, ∇ é um operador
vectorial, representando ∇ • um produto interno ou escalar (divergência), e ∇ x
um produto externo ou vectorial (rotacional). Por outro lado, ρ representa a
densidade de cargas eléctricas estáticas em volume, expressa em coulombs
por metro cúbico (C/m3).
A primeira destas equações relaciona o rotacional do campo eléctrico num
ponto do espaço com a variação da densidade de fluxo nesse mesmo ponto do
espaço. Fisicamente, esta equação mais não é que a forma diferencial da lei de
indução de Faraday. A segunda equação relaciona o rotacional do vector
intensidade do campo magnético num ponto do espaço, com a densidade de
corrente nesse mesmo ponto, compreendendo o segundo membro duas par-
celas, representando a primeira o vector densidade de corrente de condução
num meio condutor, e a segunda, a densidade de corrente de deslocamento
num meio dieléctrico (lei de Ampére). As correntes de deslocamento surgem
em qualquer dieléctrico desde que exista uma variação com o tempo do campo
eléctrico.
Note-se que as cargas eléctricas que se movimentam livremente no interior de
um material sob a acção de um campo eléctrico designam-se por cargas livres,
e que, sob a acção desse campo, deslocam-se livremente nos condutores,
dando origem às correntes eléctricas de condução. Por outro lado, as cargas
ligadas são cargas eléctricas que fazem parte da estrutura de alguns materiais
e que são mantidas em determinadas posições por acção das forças de coesão
moleculares, sendo o número de cargas ligadas positivas igual ao número de
cargas ligadas negativas. Os materiais assim caracterizados são designados
20
por dieléctricos, ou materiais isolantes. Deste modo, quando um material iso-
lante fica sujeito à acção de um campo eléctrico, as cargas ligadas positivas
deslocar-se-ão no sentido dos potenciais decrescentes, enquanto que as
cargas ligadas negativas se deslocarão no sentido contrário, isto é, dos
potenciais crescentes, gerando assim as correntes de deslocamento eléctrico.
Por conseguinte, devido à acção do campo eléctrico as cargas ficarão
distribuídas à superfície do material, como sucede nos condensadores.
Quanto à terceira equação, ela exprime a continuidade do fluxo magnético, isto
é, diz-nos que as linhas de força do campo magnético fecham-se sobre si pró-
prias (lei de Gauss para o campo magnético).
Finalmente, a quarta equação relaciona a divergência do vector densidade de
fluxo eléctrico com a densidade volumétrica de cargas estáticas (lei de Gauss
para o campo eléctrico).
Adicionalmente, existem ainda mais 3 expressões, já expostas e analisadas
anteriormente, e que representam as denominadas equações de constituição
dos meios (materiais), respectivamente isolantes, condutores e magnéticos:
EDrr
ε=
EJrr
σ=
HBrr
μ=
sendo de salientar que a segunda das equações representa a Lei de Ohm na
forma diferencial. Se se particularizarem as Equações de Maxwell para a
electrostática, para a corrente eléctrica estacionária, e para a magnetostática,
obtêm-se, respecti-vamente, as seguintes equações:
• Electrostática – como não existem correntes de condução e campos ma-
gnéticos, tem-se:
0=×∇ Er
ρ=•∇ Dr
EDrr
ε=
21
• Corrente Eléctrica Estacionária – como não existem correntes eléctricas
de deslocamento nem campos magnéticos, tem-se:
0=×∇ Er
EJrr
σ=
• Magnetostática – como não existem correntes de deslocamento nem
campos eléctricos, e a densidade de fluxo é invariante no tempo, tem-se:
JHrr
=×∇
0=•∇ Br
HBrr
μ=
No estudo da corrente eléctrica estacionária, isto é, da corrente contínua, existe
uma outra equação vectorial afim,
0=•∇ Jr
que explicita que as linhas de força do vector densidade de corrente são
contínuas, fechando-se sobre si próprias. Ou seja, num circuito eléctrico não se
verificam perdas na intensidade de corrente – por exemplo, se um determinado
receptor necessitar de uma intensidade de corrente de 10 A para poder
funcionar, quando se aplica aos terminais desse receptor a respectiva tensão
eléctrica, a corrente que circulará nos condutores de ligação terá sempre a
mesma intensidade, quer seja medida no condutor a montante ou no condutor
a jusante desse receptor.
Nas suas investigações, Maxwell concluiu que a luz mais não era que uma
onda de propagação, composta de electricidade e magnetismo, predizendo
assim a existência de ondas electromagnéticas a propagarem-se à velocidade
da luz. O próprio Albert Einstein baseou-se nos trabalhos de Maxwell,
prematuramente desaparecido, e que poderia ter desenvolvido a teoria da
relatividade. Sem dúvida que o seu trabalho foi, a todos os títulos, notável e
merecedor do Prémio Nobel, se tal prémio já existisse no seu tempo.
22
Como informação complementar, que consideramos importante, na figura 1.11
mostra-se o campo magnético terrestre, simétrico, enquanto que, na figura
1.12, se pode observar a deformação causada pela radiação solar (vento
solar).
Figura 1.11 – Campo magnético terrestre, simétrico.
Figura 1.12 – Deformação do campo magnético terrestre,
devido à acção da radiação solar.
23
1.5. ENERGIA ELECTROMAGNÉTICA
É sabido, da teoria dos circuitos eléctricos, que a potência P, expressa em
watts (W), é igual ao produto da tensão eléctrica U, em volts (V), pela inten-
sidade da corrente eléctrica I, em ampéres (A). Como a potência representa a
taxa de variação da energia em jogo na unidade de tempo, a sua unidade (W)
corresponde ao joule por segundo (J/s). Na prática, é também usual
considerar-se a densidade de potência, isto é, a densidade de fluxo de potên-
cia, expressa em watts por metro quadrado (W/m2), e que representa a distri-
buição de potência por uma determinada área.
O fenómeno da energia electromagnética poder ser transmitida através do
espaço sem se recorrer a meios materiais condutores, é uma das ferramentas
de progresso mais importantes das modernas sociedades. Por conseguinte, há
que contabilizar a potência tendo em atenção esse fenómeno, o que é feito
através do vector de Poynting Pr
, definido através do produto externo ou
vectorial dos vectores intensidade do campo eléctrico e intensidade do campo
magnético, associados a uma onda de energia electromagnética:
HEPrrr
×=
A sua unidade é o (V/m) x (A/m) = (W/m2), sendo a sua direcção a da onda ele-
ctromagnética. Este vector, perpendicular ao plano definido pelos vectores
campo eléctrico e campo magnético, representa a densidade de potência
vectorial instantânea associada aos campos electromagnéticos num deter-
minado ponto, sendo função do tempo na medida em que o campo eléctrico e o
campo magnético são igualmente variáveis no tempo. Por outro lado, a inte-
gração do vector de Poynting ao longo de uma superfície fechada conduz à
potência total que flui através dessa superfície (teorema de Poynting).
Atendendo a que a energia electromagnética está associada directamente aos
vectores Er
e Hr
, existe um efeito sobre as partículas atómicas carregadas
electricamente, sobretudo os electrões, devido às suas massas serem reduzi-
díssimas. Adicionalmente, todas as partículas carregadas, que estejam em
movimento, possuem um campo eléctrico e um campo magnético a elas
associados. Por conseguinte, existe uma interacção entre os campos electro-
magnéticos exteriores e os campos electromagnéticos associados a essas par-
24
ticulas em movimento, resultando não só na alteração do campo eléctrico e do
campo magnético das partículas, mas também no aumento da sua energia
cinética.
A absorção de energia por um meio (material) é definida como sendo a taxa
específica de absorção, conhecida universalmente por specific absorption rate
SAR, e que é igual ao quociente entre a taxa de energia transferida e a massa
do material, sendo a sua unidade o watt por kilograma (W/kg). Este parâmetro
representa assim a medida da taxa à qual a energia é absorvida pelo corpo,
podendo assim ser definida como a derivada em ordem ao tempo da absorção
específica (SA), que corresponde ao incremento da energia dW absorvida por
uma massa incremental dm inserida no interior de um volume elementar dV,
cujo material tem uma densidade ρ, ou seja:
dVdW
dmdWSA
ρ==
sendo esta grandeza expressa em joules por kilograma (J/kg). Por conseguinte,
a taxa de absorção específica SAR, em W/kg ou em mW/g, é dada pela
seguinte derivada:
dVdW
dtd
dtSAdSAR
ρ==
Esta taxa de absorção pode igualmente ser definida como a potência absorvida
por unidade de massa de um sistema biológico, e ser representada em termos
da intensidade do campo eléctrico E, expresso em V/m, da condutividade
eléctrica σ, expressa em S/m, e da densidade do tecido, expressa em kg/m3,
através da seguinte expressão:
ρσ 2ESAR =
A integração da SAR sobre um volume de tecido que contenha uma deter-
minada massa, corresponde assim à potência absorvida por esse mesmo
volume de tecido, sendo esta grandeza, para um dado tecido biológico,
expressa em mW/g médios para 1 g ou 10 g, dependendo do que se encontra
estipulado na norma de segurança adoptada.
25
Adicionalmente, a taxa inicial de aumento de temperatura no corpo, despre-
zando as perdas de calor, é directamente proporcional à SAR, ou seja:
CSAR
dtdT
=
em que T (oC) representa a temperatura, t (s) o tempo, e C (J/kg/oC) a capa-
cidade calorífica do corpo.
Note-se que esta capacidade calorífica é definida como sendo a energia em
joules que é necessária para elevar de 1 oC a temperatura de 1 kilograma de
massa do corpo.
Por conseguinte, como se tem, respectivamente:
ρσ 2ESAR =
dtTdCSAR =
conclui-se assim que existem duas alternativas para o cálculo da SAR, ou seja,
através da medição do valor da intensidade do campo eléctrico, ou da medição
do valor da temperatura dos tecidos biológicos, cálculo esse que tem em
consideração as propriedades electromagnéticas dos tecidos biológicos, como
é o caso das suas constantes dieléctricas e das suas condutividades eléctricas,
sendo de salientar que a fiabilidade dos valores obtidos, maioritariamente in
vivo, depende das técnicas de medição utilizadas.
Atendendo a que o vector de Poynting resulta do produto vectorial entre os
vectores campo eléctrico e campo magnético, constata-se que, para que esse
vector não seja nulo, ou seja, para que a potência transmitida através do
campo electromagnético exista, as direcções dos campos eléctrico e magnético
não podem ser paralelas, sendo essa potência máxima quando os campos
forem perpendiculares.
Na prática, a potência transmitida é igualmente nula quando um dos campos
não existe, como sucede na vizinhança de cargas eléctricas estáticas, devido à
não existência de campo magnético. Outra situação acontece, por exemplo, no
caso das instalações eléctricas e dos equipamentos em baixa tensão, a 50 Hz
ou a 60 Hz, quando não circula corrente, isto é, quando se encontram fora de
26
serviço mas sob tensão – existe campo eléctrico devido à tensão eléctrica,
contudo não existe campo magnético na medida em que há circulação de
corrente eléctrica. Consequentemente, como o vector de Poynting é nulo, a
energia electromagnética radiada é também nula.
1.6. CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS E RADIAÇÕES
Para campos electromagnéticos variáveis no tempo, os vectores Er
e Hr
são
dependentes entre si, podendo contudo ser independentes em determinadas
situações. Na prática, para frequências de 20 - 30 kHz e superiores, os campos
eléctricos e magnéticos não podem ser entendidos separadamente, ou seja,
deverão ser estudados como um todo, que é a onda electromagnética. Estas
ondas, previstas por Maxwell, através das suas equações, e tendo sido pela
primeira vez investigadas pelo físico alemão Heinrich Hertz, podem propagar-
-se livremente no espaço e com perdas através dos materiais biológicos.
As ondas electromagnéticas de baixa frequência (tempo de período e compri-
mento de onda elevados) são usualmente referidas como sendo campos
electromagnéticos, enquanto que as ondas electromagnéticas de muito alta
frequência (tempo de período e comprimento de onda muito reduzidos) são
designadas por radiação electromagnética ou simplesmente por radiação.
Como se salientou anteriormente, as ondas electromagnéticas contêm um
campo eléctrico E e um campo magnético H, perpendiculares à direcção de
propagação das ondas, como se esquematiza na figura 1.13, propagação essa
que, no vácuo e aproximadamente no ar, se faz à velocidade da luz, isto é, a
c = 300 000 000 m/s, sendo a velocidade de propagação mais reduzida noutros
materiais como por exemplo os tecidos biológicos. Quanto mais reduzido é o
comprimento de onda, mais elevada é a quantidade de energia que é trans-
ferida para objectos similares em dimensão ao comprimento de onda.
Todas estas ondas são caracterizadas pelo tempo de período T, em segundos,
pela frequência f, em hertzs, e pelo comprimento de onda λ, em metros, sendo
usual exprimir a frequência apenas em hertzs para as ondas de muito reduzida
frequência, como por exemplo na produção, distribuição e utilização de energia
eléctrica, enquanto que, para as ondas de radiação electromagnética, ou seja,
de muito alta frequência, se utilizam os múltiplos kilohertz (1 kHz = 103 Hz),
27
Megahertz (1 MHz = 106 Hz), e Gigahertz (1 GHz = 109 Hz). Por exemplo, as
ondas de rádio AM (modulação de amplitude, Amplitude Modulation) têm uma
frequência de 1 MHz e um comprimento de onda de cerca de 300 metros,
enquanto os microondas utilizam frequências de 2,45 GHz e comprimentos de
onda de 12 cm.
Figura 1.13 – Onda electromagnética, com os seus campos eléctrico
e magnético, a deslocar-se ao longo do eixo z.
A frequência e o tempo de período encontram-se relacionados através da
seguinte expressão:
fT 1=
enquanto que o comprimento de onda no vazio (e, aproximadamente, no ar),
está relacionado com a frequência por meio da seguinte expressão:
fc
=λ
As ondas electromagnéticas consistem em minúsculos corpúsculos de energia,
que são os fotões, sendo a energia de cada fotão proporcional à frequência da
onda, de acordo com a seguinte expressão:
fh=Ve
28
representando o primeiro membro essa energia, em electrões volts (eV), e h a
constante de Planck, com o valor de 4,135667 x 10-15 eVs. Recorde-se que o
electrão volt é a variação de energia potencial a que fica sujeito um electrão
quando se movimenta de um ponto ao potencial V para outro ponto ao
potencial V+1 volt. Por outro lado, a quantidade de energia de um fotão por
vezes torna-o como que uma onda, enquanto que noutras, mais como uma
partícula – é um fenómeno que, na física, tem a designação de dualidade onda-
-partícula da luz. Como exemplo desta dualidade, os fotões de baixa energia
das ondas de rádio-frequência comportam-se mais como se fossem ondas,
enquanto que os fotões de alta energia dos raios X parecem-se mais com
partículas.
1.7. ESPECTRO DAS FREQUÊNCIAS ELECTROMAGNÉTICAS A evolução do espectro das frequências electromagnéticas nasceu com as
descobertas de Maxwell, Hertz e Marconi, espectro esse que, actualmente, tem
a configuração classificativa que se expõe na figura 1.14.
Este espectro, que exemplifica para cada gama alguns equipamentos e sis-
temas típicos, estende-se das frequências extremamente reduzidas (extremely
low-frequency ELF) e das frequências muito reduzidas (very-low frequency
VLF), à radiação de rádio-frequência (radio frequency radiation RFR), à
radiação infra-vermelha (infrared radiation IR), à luz visível, à radiação
ultravioleta (ultraviolet UV), aos raios X, e aos raios gama de frequências que
excedem 1024 Hz. Por outro lado, este espectro é ainda dividido em duas zonas
– radiação não-ionizante, e radiação ionizante, encontrando-se a separação na
zona da radiação ultravioleta.
1.7.1. Radiação Não-Ionizante Esta radiação é caracterizada pelo facto de não possuir energia suficiente para
causar a ionização em sistemas vivos. As fontes naturais – sol, radiação das
estrelas, outras fontes cósmicas –, são muito poucas e extremamente fracas.
Em contrapartida, com a explosão do desenvolvimento da engenharia electro-
técnica, a densidade de energia electromagnética criada pelo homem é
incomensuravelmente mais elevada que a energia electromagnética prove-
29
niente daquelas fontes naturais. Em geral, o sector não-ionizante do espectro
das frequências electromagnéticas encontra-se dividido em três gamas
principais: a) campos electromagnéticos de frequência extremamente reduzida,
b) radiação de rádio-frequência, c) radiação óptica não coerente.
Figura 1.14 – Espectro das frequências electromagnéticas.
30
a) Campos Electromagnéticos de Frequência Extremamente Reduzida Estes campos englobam todos aqueles cujas frequências não ultrapassam 3
kHz. Para esta gama de frequências, os comprimentos de onda no ar são
bastante elevados – 6000 km a 50 Hz e 5000 km a 60 Hz – e, além disso, os
campos eléctricos e magnéticos são independentes uns dos outros, sendo
igualmente medidos separadamente.
Estes campos são normalmente gerados por equipamentos de produção, trans-
porte e distribuição de energia eléctrica, por equipamentos de comunicações
estratégicas globais com submarinos imersos na água condutora, por toda a
variedade de electrodomésticos e de equipamentos de escritório, por comboios
eléctricos, por equipamento informático, e por motores eléctricos. Saliente-se
que esta gama de frequências não é propícia para ser utilizada em
telecomunicações, devido à severa limitação de largura de banda e às difi-
culdades de se gerar energia através de antenas de dimensões razoáveis.
b) Radiação de Rádio-Frequência Esta radiação, que é constituída por ondas electromagnéticas que se propa-
gam no ar e no vácuo, e cujas frequências se situam entre 3 kHz e 300 GHz,
são utilizadas em radar, comunicações por satélite, em rádio e televisão, em
navegação aérea e marítima, em comunicações móveis sem fios, e em
comunicações móveis celulares.
A banda de frequências compreendida entre 30 kHz e 500 kHz, é designada
por banda de baixa frequência (low-frequency LF), sendo utilizada essencial-
mente nas comunicações aéreas e marítimas.
A banda de médias frequências (medium frequency MF), com comprimentos de
onda inferiores a 200 metros, é normalmente utilizada por rádio-amadores,
sendo a banda de altas frequências (high-frequency HF), entre 3 MHz e 30
MHz, aplicada nas comunicações internacionais tradicionais, por satélite.
As bandas VHF e UHF, situadas entre 30 MHz e 3GHz, são especialmente
utilizadas nas comunicações móveis sem fios, nas comunicações móveis
celulares, e nas comunicações por satélite, encontrando-se as frequências das
comunicações móveis celulares situadas nas gamas 800-900 MHz e 1700-
-2200 MHz.
31
A frequência de 2,45 GHz é reservada para aplicações industriais, médicas e
científicas, e para fornos microondas. Por outro lado, as frequências acima de
3 GHz são divididas em duas categorias – super altas frequências (3 GHz a 30
GHz) e extra altas frequências (30 GHz a 300 GHz) –, sendo utilizadas em
radar, comunicações por rádio, e em serviços baseados em satélites.
c) Radiação Óptica Não Coerente Conforme se pode constatar do espectro da figura 1.14, a fronteira entre este
tipo de radiação e a radiação de rádio-frequência situa-se na zona dos com-
primentos de onda de aproximadamente 1 mm. A radiação óptica é outra com-
ponente do espectro de frequências electromagnéticas em relação à qual os
olhos humanos são bastante sensíveis, e compreende a radiação ultravioleta
(UV) e a radiação infra-vermelha (IV).
Os raios ultravioletas (comprimentos de onda entre 5 nm e 380-400 nm), como
é sabido, encontram-se presentes na luz solar, sendo igualmente gerados por
diversas fontes artificiais, como por exemplo as lâmpadas e os monitores de TV
e de computadores e, como é do domínio público, podem originar reacções
fotoquímicas que conduzem a queimaduras graves e mesmo a cancros de pele
(melanomas), quando a exposição é prolongada como sucede com os
banhistas nas praias, com os trabalhadores rurais e com os trabalhadores da
construção civil. Contudo, em doses de exposição muito reduzidas, têm efeitos
benéficos na medida em que são responsáveis pela produção de vitamina D3,
essencial à vida humana para se evitar o raquitismo. Por outro lado, estes
raios, na sua maior parte, são retidos pela camada de ozono, que constitui uma
protecção natural essencial contra os raios ultra-violetas, daí a grande
preocupação com a sua redução, vulgo “buracos de ozono” em linguagem
popular.
A região da radiação ultravioleta compreende, por sua vez, três sub-regiões
classificadas em função dos valores dos comprimentos de onda e dos
respectivos efeitos biológicos:
• Ultravioletas A (UVA), com comprimentos de onda entre 400 nm e 315
nm, que originam fenómenos de fluorescência em diversas substâncias.
32
• Ultravioletas B (UVB), com comprimentos de onda entre 315 nm e 280
nm, que são os mais perigosos que atingem a terra através dos raios
solares.
• Ultravioletas C (UVC), com comprimentos de onda inferiores a 280 nm, e
que ocorrem na radiação emitida por arcos eléctricos de soldadura, não
existindo contudo na luz solar que atinge a terra na medida em que são
absorvidos pelo ar.
Quanto à luz visível, recebida pelos olhos, que a transformam em impulsos
interpretados pelo cérebro, abrange uma gama muito estreita de frequências,
estando o seu comprimento de onda compreendido entre 400 nm e 740 nm.
Por exemplo, o arco-íris, que tanta beleza nos transmite, representa uma parte
da luz visível.
Finalmente, a radiação infravermelha (IV), com comprimentos de onda situados
entre 750 nm e 1mm, inclui a radiação térmica, como sucede com o carvão em
combustão, que não emite luz mas sim IVs, os quais são sentidos como calor.
Saliente-se que muitas das fontes emissoras de ultravioletas ou de luz visível,
emitem também, provavelmente, infravermelhos. Estas fontes podem ser
classificadas em naturais, como é o caso do sol, e em artificiais, caso das
lâmpadas de descarga, as chamas, as lareiras, e os aquecedores eléctricos. A
radiação infravermelha, tal como a ultravioleta, é subdividida em três bandas de
acordo com os seus efeitos biológicos:
• Infravermelhos A (IVA), com comprimentos de onda entre 0,78 μm e 1,4
μm.
• Infravermelhos B (IVB), com comprimentos de onda entre 1,4 μm e 3
μm.
• Infravermelhos C (IVC), com comprimentos de onda entre 3 μm e 1000
μm.
1.7.2. Radiação Ionizante Esta radiação comporta uma energia suficiente para conseguir remover ele-
ctrões das suas órbitas atómicas, transformando os átomos em iões, daí a sua
designação. Como exemplo de fonte de radiação ionizante, têm-se os núcleos
de átomos instáveis que, para se tornarem mais estáveis, esses núcleos
33
emitem partículas sub-atómicas e fotões de alta energia. Incluídos neste tipo de
radiação, têm-se os raios X, os raios gama, e os raios cósmicos. Esta radiação
de alta frequência, superior a 1015 Hz, é caracterizada por apresentar compri-
mentos de onda reduzidos e elevada energia, e pode causar alterações no
equilíbrio químico das células, com consequências graves para os materiais
genéticos.
A radiação ionizante contém taxas elevadas de energia nos seus quanta de
energia individuais – por exemplo, 12 eV ou mais –, tendo assim a capacidade
de expelir electrões das órbitas atómicas, daí que seja extremamente perigosa
para os seres vivos – cria radicais livres, aumentando assim os riscos de ano-
malias cromossómicas que poderão conduzir ao aparecimento de cancros.
Note-se que, quando um átomo possui um número de electrões (cargas
eléctricas negativas) nas suas órbitas, igual ao número de protões (cargas
eléctricas positivas) do seu núcleo, a sua carga eléctrica total é nula, sendo
assim electricamente neutro. Todavia, quando adquire electrões a sua carga
eléctrica total será negativa, tendo-se assim iões negativos e, no caso de
perder electrões, ter-se-ão iões positivos, na medida em que a sua carga
eléctrica total será positiva. Além disso, enquanto que os átomos, por serem
electricamente neutros, não são nocivos, os iões, devido ao seu desequilíbrio
eléctrico, são muito mais activos quimicamente que os átomos, daí que a
radiação dita atómica – raios alfa, beta e gama –, é extremamente perigosa,
podendo causar gravíssimos problemas de saúde a médio e longo prazo, em
várias gerações, e causar a morte ao fim de muito pouco tempo. Veja-se as
consequências das explosões atómicas em Hiroshima e Nagasaki, assim como
do grave acidente na central atómica de Chernobyl.
a) Raios X Estes raios, também designados por raios Roentgen, em homenagem ao seu
descobridor, têm um comprimento de onda situado entre 10-9 m e 10-11 m,
possuem energia elevada, e têm um largo poder de penetração, sendo
produzidos quando os electrões situados num tubo de vácuo reagem com os
átomos de metais pesados, usualmente o tungsténio. Os raios X possuem a
capacidade de penetrarem nos tecidos vivos, assim como em diversos metais,
daí as suas aplicações em electromedicina (radiografias), e em engenharia na
34
inspecção de fendas superficiais em veios e em cordões de soldadura. Como
fontes naturais, tem-se o sol assim como as restantes estrelas.
b) Raios Gama Possuem os comprimentos de onda mais reduzidos do espectro das fre-
quências electromagnéticas, situados entre 10-10 m e 10-14 m e, simulta-
neamente, são os que têm mais energia, sendo gerados por átomos radio-
activos e em explosões nucleares, apresentando um poder de penetração
bastante superior ao dos raios X. Todos os elementos radioactivos criados pelo
homem, como por exemplo o césio 137 e o plutónio 239, são fontes artificiais
de raios gama. Estes raios conseguem atravessar totalmente o corpo humano
ou serem absorvidos pelos tecidos, causando por conseguinte a morte de
células em todo o corpo. Contudo, o facto de possuírem a capacidade de
matarem células vivas, é aproveitado pela medicina oncológica para, em doses
muito reduzidas, eliminarem as células cancerosas – quimioterapia e radio-
terapia.
1.8. MATERIAIS BIOLÓGICOS Para que se possa não só analisar os mecanismos de interacção entre os
campos electromagnéticos e o corpo humano, mas também compreender
todos os efeitos indesejáveis desses campos, efeitos esses que, espora-
dicamente, também se designam por “poluição eléctrica ou electromagnética”,
é fundamental conhecerem-se as características, ainda que de forma sucinta,
das células e dos tecidos que compõem o nosso corpo.
1.8.1. Células Todos os seres humanos são formados por um conjunto de biliões de células
vivas, que se agrupam entre si originando os nossos diversos órgãos, com a
finalidade de desempenharem as funções vitais da vida humana. Como se
sabe, existem células de diversas formas e tamanhos – por exemplo, as células
musculares podem ter alguns milímetros de comprimento, enquanto que as
células nervosas podem ter um comprimento superior a um metro –, tendo
comummente apenas alguns mícrons de diâmetro.
35
As células são constituídas, de uma forma geral, por uma fina membrana, que
envolve toda a célula, pelo citoplasma, que é como que uma matéria gelatinosa
encerrada na célula, e pelo núcleo. Contudo, nem todas as células possuem
um núcleo. Por exemplo, algumas células musculares possuem vários,
enquanto que as células que constituem os glóbulos vermelhos do sangue não
possuem nenhum. No interior do citoplasma existem diversos tipos de
pequenas estruturas designadas por organelos (organelles), com uma
dimensão que varia de algumas fracções do mícron até um mícron,
consequentemente com uma dimensão similar aos comprimentos de onda de
determinadas ondas electromagnéticas, e que são responsáveis por
determinadas funções metabólicas.
As células biológicas, além de serem estruturas muito complexas, possuem
ainda cargas eléctricas de elevada energia, que podem alterar a sua orientação
e o seu movimento, quando sujeitas à acção de campos eléctricos exteriores,
como se ilustra na figura 1.15, onde se constata que, devido ao campo eléctrico
E, as cargas eléctricas positivas alteram a sua distribuição, concentrando-se
fortemente na zona da célula mais próxima da acção desse campo. Por
conseguinte, as interacções entre os campos electromagnéticos e os sistemas
biológicos são analisadas através das células, mais concretamente através das
interacções com a membrana celular, com o citoplasma, e com o núcleo.
Figura 1.15 – Estrutura eléctrica da célula humana, e influência da acção
de um campo eléctrico exterior
(a) – distribuição de cargas eléctricas, em situação normal
(b) – redistribuição de cargas eléctricas, devido ao campo eléctrico E.
36
O núcleo das células contém a maioria da informação hereditária contida nos
genes e nos cromossomas, sendo os genes, como é sabido, constituídos pelo
ácido desoxiribonucleico ADN (deoxyribonucleic acid DNA), que apresenta a
forma de uma hélice. Quando uma célula se reproduz, utiliza toda a informação
armazenada no material genético do núcleo, sendo este material codificado
como uma longa sequência de diferentes moléculas orgânicas existentes no
ADN que, por sua vez, controla muitas das actividades celulares através da
sintetização de proteína, que, por sua vez, recorrendo às moléculas de ácido
ribonucleico ARN (ribonucleic acid RNA), sintetizadas pelo ADN, transfere
informação através do citoplasma das células, em três fases:
• Transcrição: Formação do “mensageiro” ARN a partir do ADN.
• Translação: Síntese da proteína, através do “mensageiro” ARN.
• Replicação: Duplicação do ADN.
As células crescem, alteram-se e reproduzem-se através de um processo
contínuo, denominado mitose (mitosis), que começa no núcleo através da
duplicação e igual distribuição de cromossomas, e apresenta quatro fases:
• Profase (prophase): Os cromossomas aparecem fora do ADN, desa-
parecendo a membrana à volta do núcleo.
• Metafase (metaphase): Os cromossomas alinham-se ao longo do
plano equatorial.
• Anafase (anaphase): Os cromossomas separam-se.
• Telofase (telophase): As células dão origem a duas novas células.
As células sem núcleo não se conseguem dividir, enquanto que outras dão
origem aos embriões. Uma vez que a mitose compreende diversos processos
que podem ser afectados pela exposição a campos electromagnéticos, é dada
uma grande importância no que respeita aos cuidados a ter pelas grávidas,
relativamente a essa exposição. O estudo dos efeitos dos campos electro-
magnéticos sobre as diversas actividades dos cromossomas durante as quatro
fases da mitose, deverá representar uma área muito importante de inves-
tigação, na medida em que, conhecendo-se os mecanismos de interacção,
será possível combater os efeitos nocivos daqueles campos sobre o organismo
humano.
37
1.8.2. Tecidos Os tecidos humanos são materiais biológicos que resultam do agrupamento de
células entre si, ou da sua combinação com outros materiais, havendo quatro
tipos básicos:
• Tecidos epiteliais (epithelial tissues): Consistem em células com mem-
branas simples ou múltiplas, e desempenham as funções de protecção e
de regulação das secreções e absorções de materiais.
• Tecidos conectivos (connective tissues): Consistem em células de
materiais não vivos, tais como fibras e substâncias gelatinosas, e
suportam e ligam os tecidos celulares ao esqueleto. Compreendem
muitas das substâncias que asseguram a importante tarefa de
transportar materiais entre células. Como exemplos têm-se os ossos e
as cartilagens.
• Tecidos musculares (muscular tissues): Consistem em células com 1
mm a 40 mm de comprimento e até 40 μm de diâmetro.
• Tecidos nervosos (nervous tissues): São utilizados para as actividades
sensoriais, de controlo e de governo do corpo humano, consistindo em
células nervosas com longas projecções, análogas a linhas de
transmissão, que enviam toda a informação não só ao sistema nervoso
central, oriunda dos receptores dispostos ao longo do corpo humano,
mas também do sistema nervoso central aos músculos, órgãos, e
glândulas.
1.9. CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS E RISCOS PARA A SAÚDE Será que a exposição a campos electromagnéticos acarreta riscos mais ou
menos graves para a saúde? Apesar das evidências cada vez em maior
número e cada vez mais baseadas em investigações científicas credíveis,
parece não existir uma resposta concisa e concreta a essa pergunta, talvez por
representar uma questão que tem levantado alguma controvérsia, técnica e
científica, e mesmo pública. Os campos electromagnéticos são o exemplo
flagrante de um produto criado e desenvolvido pela tecnologia, e que é utilizado
diariamente por ser essencial e imprescindível à vida quotidiana actual, apesar
dos eventuais riscos que possam acarretar. A discussão pública deve-se não
38
só ao aumento de conhecimentos por parte do público em geral e da sua
consciencialização para os problemas ambientais, mas também ao papel que
os meios de comunicação social têm vindo a assumir, tendendo essa
discussão para a seguinte questão crucial, que consiste em avaliar se os riscos
que se correm compensam todos os benefícios colhidos.
Sem dúvida que a utilização da energia eléctrica significa haver campos
electromagnéticos criados pelo homem, desde as residências particulares, os
locais de trabalho quer sejam escritórios ou fábricas, os meios de transporte
quer sejam rodoviários ou ferroviários, e o próprio meio ambiente devido às
telecomunicações e a antenas de outros sistemas, tendo os níveis de radiação
vindo a ser considerados como normais. Todavia, a controvérsia que tem vindo
a ser gerada assenta no pressuposto de que esses níveis são perigosos,
podendo causar um sem número de doenças e anomalias, mais ou menos
graves, incluindo o cancro.
Durante bastante tempo, em épocas já ultrapassadas, as grandes preocu-
pações da opinião pública diziam respeito aos riscos inerentes aos operadores
de radar e à utilização de fornos microondas em ambientes residenciais e,
presentemente, as grandes preocupações e discussões situam-se nas teleco-
municações, mais concretamente, nas comunicações celulares. Presente-
mente, aceita-se que os modernos fornos microondas são inofensivos,
enquanto que, em relação aos radares, foram identificados alguns efeitos
térmicos tendo sido adoptadas medidas de precaução.
À medida que a tecnologia das comunicações celulares se tem vindo a
desenvolver, popularizando a utilização de telemóveis, a ideia dos efeitos
nocivos sobre a saúde está a constituir um foco de investigação, na medida em
que não existem muitos estudos científicos sobre a incidência na saúde pública
deste novo equipamento, e a informação existente é relativamente escassa.
Para muitos investigadores, os resultados obtidos confirmam as observações
realizadas durante anos acerca dos efeitos das radiações de baixa energia
sobre os sistemas vivos – acreditam que a exposição a pequenas quantidades
de energia de radiação tem o mesmo efeito que uma dose massiva de
químicos.
O problema permanente nesta controvérsia sobre os riscos da exposição a
campos electromagnéticos, consiste no conhecimento limitado acerca do facto
39
que campos muito específicos interagindo com o corpo humano possam ter
efeitos nocivos sobre a saúde. Estes efeitos variam de pessoa para pessoa,
havendo umas bastante mais afectadas que outras, devido às suas diferenças
naturais físicas e bioquímicas. Esta controvérsia tem sido polarizada
essencialmente por dois grandes grupos – o primeiro é constituído por todos
aqueles que protestam, muitas vezes sem quaisquer bases científicas, porque
acreditam que os efeitos dos campos e da radiação electromagnética é nociva
para a saúde, enquanto que o segundo engloba os industriais e os investi-
gadores de novos equipamentos, que não acreditam na existência daqueles
efeitos nocivos. À parte destes dois grupos, encontram-se os investigadores
científicos que, de boa fé, têm vindo a desenvolver trabalho honesto e sério
com a finalidade de se comprovar ou não a nocividade para a saúde humana
da exposição a campos electromagnéticos. Presentemente, os resultados
obtidos não só através da modelização de determinados efeitos biofísicos mas
também de resultados epidemiológicos, permitem concluir que, de facto, há
riscos, uns maiores que outros, assim como consequências gravosas para os
seres vivos.
A concluir este capítulo e como curiosidade bastante significativa, apresentam-
-se de seguida os resultados obtidos pelo Engº José Manuel Santos,
publicados na Revista Electricidade 157/158, de Novembro/Dezembro de 1980,
com o sugestivo título “alguns dados sobre campos electromagnéticos e suas
implicações biológicas”, respeitando esse estudo a técnicos envolvidos
directamente em linhas aéreas e equipamentos de transporte de energia
eléctrica em alta e muito alta tensão.
Devido à procura, sempre crescente, de energia eléctrica, o transporte de
grandes potências tem vindo a ser realizado com níveis de tensão cada vez
mais elevados (Alta Tensão e Muito Alta Tensão), da ordem de 700 kV, 1500
kV e 2000 kV, por questões do ponto de vista económico no sentido de se
minimizarem as perdas no transporte. Por outro lado, desde a década de 1970,
do século passado, que os estudos sobre os efeitos biofísicos dos campos
electromagnéticos relacionados com o aparecimento dessas linhas de
transporte, foram intensificados nos Estados Unidos e na então ainda União
Soviética, tendo sido identificados três efeitos qualitativos:
40
• Efeitos neurofisiológicos produzidos pelas correntes eléctricas, como
consequência da variação no tempo (sinusoidal com uma frequência de
50 Hz) da indução electromagnética.
• Influência directa nos processos biológicos do organismo humano, tais
como a acção nos processos das hormonas e dos enzimas, e a acção
no desenvolvimento ósseo.
• Efeitos fisiológicos e psicológicos produzidos por pequenas descargas
que se verificam quando as pessoas, sujeitas a determinado potencial
eléctrico, tocam objectos a potenciais diferentes.
Parece não haver dúvidas quanto aos efeitos nocivos dos campos electro-
magnéticos sobre as funções cerebrais. Nos anos 70, o Brain Research
Institute of the University of Califórnia Los Angeles, procedeu a ensaios
utilizando campos eléctricos compreendidos entre 7 V/m e 100 V/m, tendo
obtido os seguintes resultados:
• Para um campo de 7 V/m, à frequência de 7 Hz, o tempo de resposta
variou de 0,4 s para animais previamente condicionados à resposta em
intervalos de tempo de 5 s.
• Para um campo de 7 V/m, à frequência de 10 Hz, curiosamente não se
detectaram variações no tempo de resposta.
• Para campos de 100 V/m obtiveram-se tempos de resposta variáveis,
permanecendo os efeitos por intervalos de tempo significativos.
Ainda nos anos 70, concluiu-se laboratorialmente através de ensaios realizados
nos Estados Unidos e na União Soviética, que as capacidades cognitivas são
afectadas após uma exposição contínua de 24 horas a um campo magnético
de 10-4 T à frequência de 50 Hz, tendo-se verificado ainda que, em testes de
rapidez de resposta, as pessoas apresentaram um desempenho muito fraco.
Entre 1966 e 1970 foram realizados estudos bastante importantes e completos,
na União Soviética, com a finalidade de investigar e quantificar os efeitos dos
campos electromagnéticos das linhas de muito alta tensão, no que respeita à
fisiologia e comportamento humano. Nessa linha, foram examinados 45 traba-
lhadores de uma subestação de 500 kV, devido a queixas e reclamações
frequentes, motivadas pelos seguintes sintomas:
41
• Dor de cabeça permanente.
• Apatia.
• Sonolência.
• Disrupção nos sistemas digestivo e cardiovascular.
Além disso, um terço desses trabalhadores, com idades compreendidas entre
30 e 40 anos, queixaram-se de fraqueza sexual verificada 8 meses após o
início do seu trabalho naquela subestação. Os exames médicos resultaram no
seguinte diagnóstico:
• Patologia neurológica em 28 trabalhadores.
• Descontrolo funcional do sistema nervoso central em 26 trabalhadores.
• Deficiências na tensão arterial em 11 trabalhadores.
• A intensidade máxima dos campos eléctricos na subestação era de 27
kV/m.
As conclusões gerais deste diagnóstico foram as seguintes:
1. Dados estatísticos
• Número total de trabalhadores da subestação: 45 (41 homens e 4
mulheres).
• Distribuição de idades:
menos de 30 anos – 10
entre 30 e 40 anos – 29
mais de 40 anos – 6
• Experiência profissional na subestação:
menos de 1 ano – 9
entre 1 e 3 anos – 25
mais de 5 anos – 11
• Tempos de exposição aos campos electromagnéticos:
pessoal da manutenção – mais de 5 horas por dia
pessoal de serviço – menos de 2 horas por dia
42
2. Potenciais eléctricos, campos e correntes medidos na subestação
• Próximo do equipamento em serviço, ligado à linha de transporte de
energia:
Tensão (kV)
Campo eléctrico (kV/m)
Corrente (µA)
Valor máximo 26 14,5 230 Valor médio 14 - 18 7,8 - 10 115 - 125
• Próximo do equipamento fora de serviço, desligado para intervenções de
manutenção:
Tensão (kV)
Campo eléctrico (kV/m)
Corrente (µA)
Valor máximo 4 2,2 35 Valor médio 2 1,1 15
3. Sintomas clínicos
• Dores de cabeça, sonolência e sensação de fadiga: 41 trabalhadores.
• Descontrolo na actividade dos sistemas digestivo e cardiovascular: 4
trabalhadores.
• Fraqueza sexual: 1/3 dos homens com idades compreendidas entre 30 e
40 anos.
4. Resultados dos exames médicos
• Distúrbios neuro-patológicos: 28 trabalhadores.
• Descontrolo funcional do sistema nervoso central: 6 trabalhadores.
• Doenças cardiovasculares:
arteriosclerose – 3 trabalhadores
bradicardia – 12 trabalhadores
taquicardia – 5 trabalhadores
hipotensão – 7 trabalhadores
hipertensão – 4 trabalhadores
43
5. Resultados dos electrocardiogramas
• Sinus-bradicardia: 14 trabalhadores.
• Actividade anormal do sistema circulatório e ventricular: 10 traba-
lhadores.
• Variações difusas do miocárdio: 5 trabalhadores.
Como consequência destes resultados, sem dúvida altamente significativos
apesar de terem já cerca de 40 anos, a União Soviética elaborou os seus
regulamentos de segurança e protecção nessa matéria, sendo de destacar os
seguintes artigos:
• Ninguém poderá estar exposto a campos eléctricos de intensidade
superior a 25 kV/m, sem que existam barras de protecção para isola-
mento ou atenuação desses mesmos campos para um limite máximo de
5 kV/m.
• Para um campo eléctrico de intensidade 25 kV/m, o tempo máximo
consecutivo de exposição é de 5 minutos.
• Para um campo eléctrico de 10 kV/m, a permissão de permanência
máxima consecutiva é de 180 minutos.
• Para campos com intensidades inferiores a 5 kV/m, não existe limite
máximo de tempo de exposição.
44
CAPÍTULO 2. CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS DE FREQUÊNCIAS EXTREMAMENTE REDUZIDAS
2.1. FONTES GERADORAS DE CAMPOS ELÉCTRICOS E MAGNÉTICOS Como é do conhecimento geral, a electricidade é a fonte de potência mais
comum do planeta, devido à facilidade da sua geração e do seu transporte a
qualquer distância. Desde o início do século XX que as indústrias baseadas na
energia eléctrica assim como as tecnologias afins são parte integrante da
nossa sociedade, e, consequentemente, a geração de campos eléctricos e de
campos electromagnéticos ocorre sempre que exista produção, transporte,
distribuição e utilização dessa energia. Com o aumento da oferta de energia
eléctrica, em todas as actividades humanas, como não poderia deixar de ser,
aumentaram os riscos e, evidentemente, os acidentes, sendo o mais conhe-
cido a electrocussão, mais conhecida em termos populares por “choque
eléctrico”, cujas consequências estão directamente ligadas com o nível da
tensão de contacto e com a frequência da corrente eléctrica, podendo causar a
morte por fibrilação ventricular (baixa tensão) ou por queimaduras irreversíveis
(média e alta tensão).
Em habitações, as fontes de campos electromagnéticos mais comuns são os
cobertores eléctricos, os aquecedores de camas com colchões de água quente,
os secadores de cabelo, as máquinas de barbear, as escovas de dentes
eléctricas, os televisores, as aparelhagens de rádio, os ares condicionados, os
aquecedores portáteis, as lâmpadas de descarga, os frigoríficos e as arcas
frigoríficas, as batedeiras e trituradoras, as máquinas de sumos, as varinhas
mágicas, as serras eléctricas de carne e pão, as máquinas de lavar e secar
roupa, as máquinas de lavar loiça, as máquinas de café, os aspiradores, os
desumidificadores, as torradeiras, as tosteiras, os exaustores de fumos, os
sistemas informáticos, os fogões e fornos eléctricos, os microondas, os
sistemas de alarme, os sistemas de accionamento de estores eléctricos, e os
sistemas de accionamento de portões e cancelas de garagens. Por outro lado,
nos locais de trabalho as fontes geradoras de campos electromagnéticos
incluem os sistemas informáticos e seus periféricos (computadores,
45
impressoras, scanners), as máquinas de fax, as centrais telefónicas, as fotoco-
piadoras, as lâmpadas de descarga, os equipamentos de produção, transporte
e distribuição de energia eléctrica, os motores eléctricos, assim como muitos
dos receptores utilizados em habitações – por exemplo, os refeitórios onde
existe toda uma panóplia de equipamentos eléctricos de cozinha, os hotéis, e
as salas de convívio e de café nos escritórios. Saliente-se, curiosamente, que
todas estas fontes de campos electromagnéticos foram desenvolvidas apenas
de há um século para cá.
A atenção da opinião pública relativamente a possíveis efeitos nocivos da
exposição a campos electromagnéticos, focaliza-se nas situações em que
áreas residenciais, locais de trabalho e escolas se encontram nas proximidades
de linhas aéreas de transporte de energia eléctrica, devido ao receio de
desenvolvimento de doenças cancerígenas. Estas preocupações, em bastantes
casos, baseiam--se nos resultados obtidos em estudos epidemiológicos
realizados em amostras significativas de pessoas. Todavia, apesar do elevado
número de estudos científicos realizados, nos planos físico e biológico, não
corroborarem incondicionalmente a interacção entre os campos electro-
magnéticos e determinadas doenças, o interesse do público assim como a
investigação científica internacional têm vindo a aumentar de forma signi-
ficativa. Estes esforços, mesmo por vezes perante resultados contraditórios,
têm conduzido à elaboração de normas e procedimentos de segurança, como
se exemplificou no final do capítulo anterior, com o objectivo da protecção em
relação aos efeitos nocivos dos campos electromagnéticos.
2.1.1. Fontes de Corrente Contínua Como é sabido, as grandezas intervenientes no estudo da corrente contínua
são estacionárias, isto é, invariantes no tempo. Por conseguinte, atendendo a
que a frequência é igual a zero, ou seja, o comprimento de onda é infinito, a
corrente contínua figuraria na base do espectro das frequências electro-
magnéticas. Consequentemente, apesar de existirem campos eléctricos e
campos magnéticos, não há radiação, ou seja, não se verifica a excitação de
moléculas que se encontrem próximas de instalações e equipamentos de
corrente contínua, nem os consequentes aquecimentos. Os únicos sintomas
palpáveis relacionados com a existência de corrente contínua ocorrem nas
46
proximidades de linhas e de equipamentos de muito alta tensão, e manifestam-
-se através da electrização dos cabelos, que ficam ligeiramente em pé, e pela
sensação de formigueiro no corpo. Outra manifestação de fontes de campos
eléctricos estacionários (DC fields) são as descargas eléctricas que acontecem
entre nuvens e entre estas e a terra, quando da existência de tempestades e
trovoadas. Atendendo aos extremamente elevados valores dos campos
eléctricos em acção, as suas consequências para os seres vivos, em caso de
descarga directa, são usualmente fatais, devido às elevadíssimas intensidades
de corrente de condução.
a) Magnetosfera O planeta Terra, como é do conhecimento geral, é constituído por quatro cama-
das: núcleo interior, núcleo exterior, manto, e crosta. O núcleo interior é sólido
e é composto essencialmente por ferro, e encontra-se a uma temperatura tão
elevada que o núcleo exterior é uma massa fundida, pastosa, com cerca de
10 % de enxofre. A grande concentração de massa encontra-se no manto, que
é constituído por ferro, magnésio, alumínio, silício, e silicatos, a temperaturas
superiores a 1000 oC. Quanto à crosta, tem uma espessura reduzida e é
relativamente fria, sendo constituída essencialmente por silicatos de cálcio,
sódio e alumínio.
A Terra é uma fonte de campos eléctricos e magnéticos estáticos, tendo o
campo eléctrico uma intensidade de cerca de 120 V/m junto ao solo, enquanto
que a densidade de fluxo magnético tem um valor de cerca de 50 μT, tendo as
linhas de força uma distribuição teoricamente simétrica, mas na prática com
uma deformação provocada pelas partículas das radiações solares (vento
solar, que comprime as linhas de força do lado do sol, e expande as que se
encontram no lado contrário), como se mostrou no capítulo anterior, sendo
esse espectro designado por magnetosfera, que se estende no espaço entre
80 km e 60000 km do lado do sol, e mais de 300000 km do lado contrário. No
espaço compreendido pela magnetosfera encontra-se plasma frio oriundo da
ionosfera terrestre, plasma quente com origem na atmosfera solar, e ainda
plasma muito quente acelerado até altas velocidades e que se pode comportar
como uma lâmpada de néon acesa, nas altas camadas da atmosfera,
originando as misteriosas auroras austrais e boreais.
47
A actividade solar, através das forças electromotrizes induzidas pela corrente
ionosférica e pela corrente da terra, origina as denominadas correntes
induzidas geomagnéticas, as quais podem circular nas linhas de transporte de
energia eléctrica, através das ligações à terra, sendo essas correntes quasi-
-estacionárias, uma vez que a sua frequência é de apenas 1 Hz. A sua
influência poderá ser significativa – em neutros de transformadores de potência
na América do Norte e na Finlândia, foram medidas correntes de 184 A e 200
A, respectivamente.
b) Linhas de Transporte de Energia Eléctrica A produção e o transporte de energia eléctrica em corrente contínua pratica-
mente não existe, de uma forma generalizada, salvo algumas excepções, como
sucede com a linha de alta tensão por cabo entre o Reino Unido e a França,
algumas linhas estabelecidas através de cabos submarinos entre os Países
Nórdicos e entre a Suécia, a Alemanha, e a Polónia, e a linha aérea que liga
Cabora-Bassa à África do Sul, por questões técnicas e económicas muito
particulares. Em ambas as situações, a geração é feita em corrente alternada
trifásica, à saída da central essa corrente é rectificada para corrente contínua,
e, no final das linhas de transporte, a corrente contínua é convertida para
corrente alternada.
Um sector de actividade onde a corrente contínua ainda apresenta um grande
peso, é a tracção eléctrica ferroviária. Nos centros urbanos, devido a questões
de segurança, os níveis de tensão são bastante reduzidos, tendo-se 550 V a
650 V nos fios de contacto de carros eléctricos e de trolley-buses, e 750 V no
terceiro carril de metropolitanos, enquanto que na tracção suburbana e
interurbana, as catenárias de alimentação possuem uma tensão nominal de
1500 V ou 3000 V.
c) Imagiologia de Ressonância Magnética A obtenção de imagens através de ressonância magnética é, actualmente, um
meio de diagnóstico médico de elevada importância, devido à alta resolução
conseguida na obtenção de imagens do interior do corpo humano. Os
equipamentos utilizados podem sujeitar o corpo humano a densidades de fluxo
estacionários, isto é, obtidos a partir da excitação em corrente contínua, de
48
2000 mT durante curtos períodos de tempo. Acredita-se que esta exposição é
inofensiva para os humanos, todavia valores superiores àquele são conside-
rados críticos porque podem afectar a actividade eléctrica do coração.
2.1.2. Fontes de Corrente Alternada Os campos electromagnéticos gerados por corrente alternada (AC fields)
resultam da produção, transporte, distribuição e utilização da energia eléctrica
sob a forma alternada sinusoidal, com uma frequência de 50 Hz, exceptuando
os Estados Unidos, Canadá, Coreia, e Japão, que utilizam 60 Hz. Se bem que
a frequência fundamental seja 50 Hz ou 60 Hz, o corpo humano encontra-se
quase permanentemente sujeito a frequências bastante mais elevadas, que
podem atingir 50 kHz, originadas por equipamentos electrónicos como por
exemplo as televisões e os terminais de vídeo. Adicionalmente, os
accionamentos eléctricos controlados por variadores electrónicos de
velocidade, assim como os regimes transitórios que se manifestam nas
operações de ligação e de desligação de equipamentos, são também fontes
geradoras de campos electromagnéticos de frequências muito elevadas, que
podem atingir os MHz, isto é a gama das radiações de rádio-frequência.
Saliente-se que, quando se utilizam aparelhos electrónicos, devido à sua não
linearidade e aos regimes transitórios que são característicos do seu
funcionamento, a forma de onda da corrente não é alternada sinusoidal, mas
sim deformada face à sinusóide. Nestas situações, que são a maioria, essa
forma de onda é composta pela soma da sinusóide de 50 Hz, com outras
sinusóides de frequências múltiplas e que podem atingir valores muito
elevados.
Como se tem vindo a assistir publicamente, a problemática dos potenciais
efeitos nocivos causados pela exposição a campos eléctricos e magnéticos
emitidos por linhas aéreas de transporte de energia em alta e muito alta tensão,
encontra-se na ordem do dia, apesar de, por um lado, se citarem de facto
estudos epidemiológicos concretos, que indiciam a existência causa-efeito
relativamente a determinadas anomalias na saúde, e por outro, se especular
sem quaisquer argumentos técnicos e científicos, à boa maneira do “diz que
disse”, muito característico da nossa população.
49
O caso das radiações emitidas por equipamentos informáticos e por telefones
celulares é, na maioria das situações, mais gravoso, todavia ninguém quer ou
pensa deixar de utilizar esses equipamentos, na medida em que colhem
directamente, no dia a dia, os seus benefícios – veja-se a situação para-
digmática das antenas celulares, ou seja, ninguém as quer ver instaladas por
perto, contudo todos querem comunicar por telemóvel com o melhor sinal
possível, berrando raios e coriscos quando tal não acontece. Por outro lado, as
figuras 2.1 e 2.2 são bastante elucidativas no que respeita aos electro-
domésticos, contudo, alguém pensa em deixar de os utilizar? Quanto às linhas
aéreas, uma vez que apenas transitam ao longo dos espaços urbanos e rurais,
do ponto de vista psicológico representam o bode expiatório na medida em que
não conferem in situ um benefício directo às populações que se manifestam
contra a sua instalação.
Figura 2.1 – Valor eficaz da intensidade do campo eléctrico em função
da distância, para linhas de alta tensão, instalações de distribuição
em baixa tensão, e electrodomésticos.
Para uma melhor elucidação, mostra-se na figura 2.3 os valores medidos da
densidade de fluxo magnético em função da distância, para uma linha de
transporte de energia eléctrica de alta tensão em corrente contínua, constituída
por dois cabos submarinos afastados entre si de 20 metros, no norte da
Europa. Saliente-se que o interesse da utilização do transporte de energia
eléctrica em corrente contínua de alta e muito alta tensão, tem vindo a
50
aumentar de forma significativa, devido não só ao desenvolvimento dos
conversores electrónicos de potência, mas também por serem necessários
apenas dois condutores em lugar de três, como sucede no transporte trifásico.
Este sistema, designado por HVDC (High Voltage Direct Current), com tensões
de ± 1100 kV é utilizado já na Europa, Ásia e América do Norte, sendo de
realçar que o transporte de energia é realizado através de cabos submarinos
entre a Suécia, Finlândia, Dinamarca, Alemanha e Polónia.
Figura 2.2 – Valor eficaz da densidade de fluxo magnético em função
da distância, para linhas de alta tensão, instalações de distribuição
em baixa tensão, e electrodomésticos.
Como se constata da figura 2.3, a densidade de fluxo é mais elevada a 2 m
acima dos cabos, sendo o máximo atingido, como é natural, junto aos dois
cabos. Por outro lado, a 10 m acima, as densidades de fluxo são bastante
inferiores às do campo magnético terrestre.
Por sua vez, na figura 2.4 mostram-se os valores da intensidade do campo
eléctrico em função da distância, para linhas de transporte trifásicas de 400 kV,
220 kV, e 130 kV, indicando-se esquematicamente a configuração dos postes
assim como os valores das distâncias entre condutores e entre condutores e o
solo. Como se pode observar, o valor máximo da intensidade do campo
eléctrico situa-se junto aos condutores e, como não poderia deixar de ser,
quanto mais alto é o nível da tensão nominal, mais elevadas são as
intensidades do campo eléctrico, para a mesma distância dos condutores.
51
Figura 2.3 – Densidades de fluxo em função da distância, para uma linha HVDC
estabelecida nos países nórdicos, constituída por dois cabos submarinos,
e para uma corrente de 1333 A.
Figura 2.4 – Intensidade do campo eléctrico em função da distância, para linhas
aéreas trifásicas de transporte de energia a 400 kV, 220 kV, e 130 kV.
Na figura 2.5 mostram-se os valores da densidade de fluxo em função da
distância, para quatro linhas trifásicas de transporte de energia eléctrica,
constatando-se, para a linha de tensão mais elevada, 400 kV e 1200 A, que a
200 m de distância a densidade de fluxo tem o valor de 0,1 μT, bastante inferior
ao que se verifica, em termos médios, em incubadoras.
52
Figura 2.5 – Densidade de fluxo magnético em função da distância, para linhas aéreas
trifásicas de transporte de energia a 400 kV, 220 kV, 130 kV, e 20 kV, para
intensidades de corrente respectivamente de 1200 A, 500 A, 350 A, e 300 A.
Na prática, a influência dos campos magnéticos enfraquece à medida que
aumenta a distância da fonte geradora. Por exemplo, para um condutor
rectilíneo linear percorrido por uma corrente eléctrica, a densidade de fluxo é
inversamente proporcional à distância r desse condutor, para dois condutores
rectilíneos paralelos é inversamente proporcional a r2, enquanto que, para uma
espira ou para um enrolamento, será proporcional a r3. Estas relações, que
serão quantificadas seguidamente através das respectivas expressões de
cálculo das densidades de fluxo, são importantes na medida em que permitem
implementar esquemas de redução das acções dos campos electromagnéticos.
Por conseguinte, tem-se assim, para os quatro tipos de fontes de campos
electromagnéticos através de correntes alternadas sinusoidais:
a) Condutor Simples Um simples condutor eléctrico rectilíneo percorrido por corrente eléctrica,
representa a fonte mais simples de geração de um campo magnético, cujas
linhas de força são circulares com centro no eixo longitudinal do condutor.
53
Deste modo, sendo I a intensidade da corrente eléctrica, µ a permeabilidade
magnética do meio envolvente (normalmente o ar), e r o raio de cada círculo
descrito pelas linhas de força do campo, a densidade de fluxo B ao longo desse
círculo é calculada através da seguinte expressão:
HrIB μ
πμ
==2
Na prática, esta situação encontra-se nos cabos de transporte de energia
eléctrica, nos fios aéreos de contacto em tracção eléctrica urbana, no terceiro
carril em metropolitanos, e nas catenárias em tracção eléctrica de médio e
longo curso, concluindo-se, através da expressão anterior, que a densidade de
fluxo e, consequentemente a exposição ao campo magnético, varia inversa-
mente com o afastamento do condutor. Por exemplo, em relação ao fio de
contacto de uma catenária de tracção eléctrica monofásica a 25 kV e 50 Hz,
percorrida num determinado instante por uma corrente com uma intensidade de
400 A, a densidade de fluxo magnético a 4 metros (aproximadamente a
distância a que se encontram as cabeças dos passageiros situados na gare,
junto aos comboios), e a 6 metros (aproximadamente junto à plataforma da
gare), tem os seguintes valores, respectivamente:
μT2,0 T10242
400104 57
=×=×××
= −−
ππ
cabeçaB
μT310, T103,162
400104 57
=×=×××
= −−
ππ
pésB
Atendendo a que a densidade de fluxo varia inversamente com a distância ao
fio de contacto, a diferença que se verifica não é muito significativa.
b) Dois Condutores Paralelos A densidade de fluxo magnético B, a uma distância r dos dois condutores
rectilíneos paralelos, afastados entre si de d e percorridos por uma corrente de
intensidade I, em sentidos contrários, como se esquematiza na figura 2.6, varia
inversamente com o quadrado daquela distância, de acordo com a seguinte
expressão:
54
22r
dIB=
Figura 2.6 – Campo magnético gerado por dois condutores paralelos,
percorridos por correntes em sentidos contrários.
Esta configuração encontra-se essencialmente em linhas de transporte de
energia eléctrica e em condutores das instalações eléctricas convencionais,
domésticas, públicas, e industriais.
c) Enrolamentos (Bobinas) Os enrolamentos, existentes em máquinas eléctricas rotativas e lineares,
transformadores, computadores e periféricos, microondas, fontes de alimen-
tação e em muitos electrodomésticos, são fontes de campos magnéticos impor-
tantes.
Na figura 2.7 ilustra-se uma espira de uma bobina (loop), percorrida por
corrente eléctrica, e um dipolo magnético, que representa as linhas de força do
campo magnético, que é gerado e abraçado pelas espiras, tendo um trajecto
interior rectilíneo.
O momento magnético do dipolo M, é igual ao produto da intensidade da
corrente que circula nas espiras da bobina pela área S da superfície limitada
por cada espira, ou seja:
SIM =
Por outro lado, a densidade de fluxo é dada pela seguinte expressão:
HrM
B 030
4μ
πμ
==
55
Figura 2.7 – Espira de uma bobina, e dipolo magnético gerado
pela corrente que circula na bobina.
d) Linhas de Transporte Trifásicas Para esta situação, em que os três condutores se encontram afastados entre si
de uma distância d, a densidade de fluxo do campo magnético gerado pela
linha, varia inversamente com o quadrado da distância r, através da seguinte
relação:
246,3r
dIB=
Na figura 2.8 ilustra-se, através de um esquema unifilar, os vários andares de
um sistema de produção e transporte de energia eléctrica em que os diversos
níveis de tensão são os utilizados nos Estados Unidos e no Canadá e, na figura
2.9, mostra-se esse mesmo esquema, mas de uma forma mais compreensível,
desde a central eléctrica de produção aos centros de consumo.
Na Europa, de uma forma geral, as linhas aéreas trifásicas de transporte de
energia, em alta tensão, são dimensionadas com valores nominais de tensão
de 400 kV, 220 kV e 150 kV, havendo ainda linhas de 500 kV, 750 kV e 1500
kV, sobretudo na ex-União Soviética, devido às grandes distâncias a que é
necessário efectuar o transporte. Quanto às linhas trifásicas de distribuição, em
média tensão, as tensões nominais normalizadas são de 60 kV, 30 kV e 15 kV
e, no que respeita à rede de utilização em baixa tensão, tem-se 230 V (tensão
entre fases e neutro) e 400 V (tensão entre fases).
56
Figura 2.8 – Esquema unifilar de um sistema de produção, transporte
e distribuição de energia eléctrica.
Figura 2.9 – Esquema tecnológico de um sistema de produção, transporte
e distribuição de energia eléctrica.
Por sua vez, nas figuras 2.10 e 2.11 esquematizam-se as configurações
electromecânicas dos postes de linhas aéreas de alta tensão, assim como a
distribuição dos respectivos cabos eléctricos. Relativamente à segunda figura,
57
a configuração (a) – uma só linha, do mesmo lado dos postes, é a que origina
maiores campos magnéticos, a configuração (b) produz campos magnéticos
reduzidos, enquanto que a configuração (c) – uma só linha, em delta, é a mais
benéfica para a redução dos campos magnéticos.
Figura 2.10 – Configurações electromecânicas dos postes
de linhas aéreas de alta tensão.
Figura 2.11. – Distribuição dos cabos eléctricos em postes
de linhas aéreas de alta tensão
(a) – uma só linha, configuração simples
(b) – duas linhas, de cada lado dos postes
(c) – uma só linha, configuração em delta
Por sua vez, mostra-se ainda na figura 2.12 as linhas de força dos campos
magnéticos gerados pelos condutores em linhas aéreas de alta tensão. Apesar
dos campos magnéticos mais intensos serem gerados pelas linhas de muito
alta tensão, esses campos dependem igualmente das intensidades de corrente
nos cabos. Para tensões entre 400 kV e 415 V, as densidades de fluxo imedia-
58
tamente abaixo dos cabos aéreos, na vertical, podem atingir, respectivamente,
40 µT e 1 µT. Alguns estudos experimentais estimam que as densidades de
fluxo no solo, nas proximidades de linhas de transmissão, em termos médios
situam-se entre 0,09 µT e 0,38 µT, podendo estes valores, com configurações
de instalação dos cabos mais favoráveis, reduzirem-se para valores entre 0,01
µT e 0,02 µT.
Figura 2.12 – Distribuição dos campos magnéticos em diferentes configurações
de linhas aéreas de transporte de energia eléctrica.
Finalmente, e para melhor compreensão, na figura 2.13 mostra-se, para uma
linha trifásica de 220 kV, como se consegue reduzir drasticamente a densidade
de fluxo magnético em função da distância, utilizando-se diferentes configu-
rações de postes, ou seja, de instalação e disposição dos condutores.
A configuração (A), que é aquela que conduz a densidades de fluxo mais
elevadas, em contrapartida é a mais económica, o mesmo sucedendo um
pouco com a configuração (B), que apresenta custos todavia mais elevados
devido à maior altura dos postes. Quanto à configuração (C), que é significati-
vamente a melhor em termos da emissão de campos magnéticos representa,
contudo, a solução mais cara, na medida em que duas das fases são
59
repartidas por dois condutores, obrigando ainda à utilização de um maior
número de isoladores por poste (11 contra 3).
Figura 2.13 – Exemplos de redução da densidade de fluxo magnético em função da
distância, para uma linha aérea trifásica de transporte de energia, utilizando
diferentes configurações de instalação.
Analisando ainda as expressões anteriores, que relacionam a densidade de
fluxo dos campos magnéticos com a distância às fontes emissoras, conclui-se
que a maior das atenuações acontece com os enrolamentos eléctricos
(variação com 1/r3), e a menor com cabos eléctricos simples (variação com 1/r).
No caso das catenárias monofásicas em tracção eléctrica a 50 Hz, 25 Hz e 16
2/3 Hz, os campos magnéticos gerados podem atingir densidades de fluxo da
60
ordem de 0,5x10-4 T, valor este que se pode considerar relativamente elevado.
A presença de cabos eléctricos subterrâneos de transporte de energia situados
nas proximidades das habitações, contribui para a exposição dos seus mora-
dores aos efeitos dos campos magnéticos gerados por esses cabos, tendo-se
medido no chão em habitações nessas circunstâncias, densidades de fluxo
médias da ordem de 0,03 µT, e valores máximos superiores a 0,13 µT.
No espaço envolvente de subestações em redes de transporte de energia elé-
ctrica, as densidades de fluxo, como é evidente, dependem dos níveis de
tensão, tendo-se, em termos médios e de uma forma geral, 10 µT para
subestações entre 275 kV e 400 kV, e 1,6 µT para 11 kV.
No que respeita a habitações particulares, situadas longe de linhas de trans-
porte de energia, o valor médio das densidades de fluxo em grandes cidades é
aproximadamente de 0,1 µT e, em cidades de pequena dimensão assim como
nos meios rurais, esse valor desce sensivelmente para metade. Contudo, nas
regiões metropolitanas cerca de 10 % das habitações possuem pelo menos
uma divisão com valores excedendo 0,2 µT. Por outro lado, estima-se que, à
volta de 0,5 % de habitações, a densidade de fluxo ultrapasse 0,2 µT devido à
sua proximidade de linhas de transporte de energia.
Relativamente aos edifícios públicos, é usual, por questões de aproveitamento
de espaço, instalar subestações e postos de transformação no seu interior,
originando, devido às intensidades de corrente elevadas, campos magnéticos
bastante intensos. Usualmente, nas áreas circundantes muito próximas desses
equipamentos as densidades de fluxo são muito elevadas – 1 µT a 100 µT –,
ou mesmo extremamente elevadas – 100 µT a 10000 µT.
No interior dos compartimentos de comboios eléctricos, e dependendo das
tecnologias e dos equipamentos utilizados, ao nível do chão têm-se densidades
de fluxo que podem atingir 0,2 mT, e algumas dezenas de µT nos assentos,
enquanto que a intensidade dos campos eléctricos pode alcançar 300 V/m.
2.1.3. Electrodomésticos Como se constata no dia a dia, a vida actual seria impossível sem a existência
de electrodomésticos, dos mais variados tipos, desde a máquina de barbear
até à máquina de lavar roupa. Estes equipamentos, como não poderia deixar
de ser, geram campos electromagnéticos cujas densidades de fluxo variam
61
inversamente com o cubo da distância, daí que a sua reduzida influência seja
atenuada ou praticamente inexistente em locais ligeiramente afastados,
apresentando-se no quadro 2.1 os valores das densidades de fluxo associadas
aos campos electromagnéticos gerados pelos electrodomésticos.
Electrodomésticos Densidades de fluxo (μT)
Distância = 30 cm Distância = 90 cm
Monitor de computador 0,02 – 13,00 0,001 – 0,9
Máquina de fotocópias 0,005 – 1,80 0,00 – 0,20
Máquina de fax 0,00 – 0,016 0,00 – 0,003
Lâmpada fluorescente 0,50 – 2,00 0,02 – 0,25
Impressora 0,07 – 4,30 0,02 – 0,25
Scanner 0,20 – 2,60 0,009 – 0,30
Máquina de café 0,009 – 0,70 0,00 – 0,06
Máquina de lavar loiça 0,50 – 0,80 0,08 – 0,16
Fogão eléctrico 0,15 – 0,50 0,01 – 0,04
Forno microondas 0,05 – 5,00 0,011 – 0,45
Trituradora 0,05 – 4,00 0,009 – 0,40
Frigorífico 0,01 – 0,30 0,001 – 0,06
Torradeira 0,03 – 0,45 0,001 – 0,05
Relógio analógico 0,18 – 4,10 0,003 – 0,32
Relógio digital 0,03 – 0,57 0,00 – 0,13
Rádio portátil 0,04 – 0,40 0,003 – 0,10
Aspirador 0,70 – 2,20 0,05 – 0,13
Máquina de barbear 0,01 – 10,00 0,01 – 0,30
Secador de cabelo 0,01 – 7,00 0,01 – 0,03
Ventilador 0,04 – 8,50 0,03 – 0,30
Televisão a cores 0,02 – 1,20 0,007 – 0,11
Ferro de engomar 0,15 – 0,30 0,025 – 0,035
Aquecedor portátil 0,011 – 1,90 0,00 – 0,14
Máquina de lavar roupa 0,15 – 3,00 0,01 – 0,15
Quadro 2.1 – Densidades de fluxo associadas aos electrodomésticos.
Conforme se constata dos valores expostos, os níveis das densidades de fluxo
reduzem-se significativamente à medida que a distância aumenta. Apesar dos
62
valores apresentados serem insignificantes, sucede que, usualmente, o corpo
humano encontra-se exposto a diversos equipamentos em simultâneo, por
exemplo computadores, impressoras, scanners, faxs, lâmpadas fluorescentes,
televisão a cores, fogões e fornos eléctricos, daí que as densidades de fluxo
aumentem bastante.
2.1.4. Monitores de Computadores O monitor (Vídeo Display Terminal VDT) é parte integrante de um sistema de
computadores, sejam fixos ou portáteis. Presentemente, as tecnologias utili-
zadas estão a conduzir à generalização de monitores, tanto em computadores
como em jogos de vídeo e ecrãns de televisão, de plasma e de cristal líquido
(Liquid Crystal Display LCD), em relação aos quais não existe ainda informação
concreta e desenvolvida no que respeita aos níveis de exposição da radição
electromagnética. Apesar dessa generalização acelerada, existem ainda moni-
tores de raios catódicos, de muito maior dimensão devido ao tubo de raios
catódicos, que ilumina o ecrã através de um bombardeamento de electrões.
Estes monitores podem emitir campos electromagnéticos que cobrem todo o
espectro de frequências, além de emitirem em todas as direcções, como se
mostra na figura 2.14.
Figura 2.14 – Radiação produzida por monitores de computador com tubo
de raios catódicos
(a) – campo magnético
(b) – campo eléctrico
63
Devido a essas particularidades, e atendendo a que a exposição aos monitores
acontece durante várias horas diárias, dia após dia como actividade laboral e
como actividade de lazer, as investigações sobre os efeitos das radiações
emitidas por monitores com tubo de raios catódicos têm incidido nos seguintes
parâmetros:
• Emissão de radiação ultravioleta e de raios X (comprimentos de onda
inferiores a 400 nm).
• Radiação visível devido à luz visível na gama de frequências entre 4,3 x
1014 Hz e 7,5 x 1014 Hz, gerada devido à interacção entre os electrões
que bombardeiam o ecrã do tubo de raios catódicos e o fósforo existente
na face interior do ecrã.
• Radiação infravermelha gerada pelo aquecimento dos componentes
electrónicos.
• Radiação de rádio-frequência gerada pelos sinais electrónicos, pelo os-
cilador, e pelos circuitos electrónicos digitais.
• Campos eléctricos e campos magnéticos de reduzidíssima frequência
gerados pelo sistema de deflexão horizontal do tubo de raios catódicos e
pelo transformador de alta tensão. Saliente-se que este sistema de
deflexão opera entre 15 kHz e 100 kHz.
• Campos eléctricos e magnéticos gerados pelo sistema de deflexão
vertical do tubo de raios catódicos, pelo transformador, e pelos electrões
que chocam com a parede interior do ecrã. Este sistema de deflexão
opera entre 50 Hz e 80 Hz.
• Campos eléctricos estáticos, associados às altas tensões aplicadas à
superfície interna do ecrã.
• Ionização do ar envolvente.
• Gases químicos gerados pela degradação progressiva dos componentes
electrónicos.
Como o vidro dos tubos de raios catódicos contém chumbo, o próprio vidro
absorve a baixa energia dos raios X assim como dos raios ultravioletas, sendo
assim a luz visível a única radiação emitida. Por outro lado, a radiação infra-
vermelha provoca um aumento de temperatura no local de trabalho envolvente.
64
Na prática, contudo, os níveis de raios X, ultravioletas, luz visível, e infraver-
melhos, são consideravelmente inferiores aos valores consignados nas normas
de segurança relativas aos tubos de raios catódicos normais.
Contrariamente às crenças populares, a maior parte dos campos electro-
magnéticos não radiam a partir directamente da superfície do ecrã do monitor,
mas sim do equipamento existente no interior do monitor, campos esses que
resultam de fenómenos de indução electromagnética, sendo atenuados pelos
construtores quando da fabricação dos transformadores de alta tensão, através
da colocação de uma malha absorvente desses campos.
Quanto aos modernos monitores LCD e de plasma, não emitem campos ele-
ctrostáticos nem raios X, na medida em que consomem muito pouca energia, o
que implica que a emissão de campos electromagnéticos seja muito reduzida.
Adicionalmente, devido à fonte de alimentação e ao tipo de iluminação do ecrã,
os campos electromagnéticos de frequência reduzidíssima são bastante
baixos.
2.1.5. Incompatibilidade Electromagnética Adicionalmente aos seus efeitos sobre os sistemas biofísicos, os campos ele-
ctromagnéticos gerados pelos equipamentos podem provocar interferências
entre si, afectando por vezes de forma grave e significativa, o seu funciona-
mento. Basta recordar as proibições actualmente em vigor, no que respeita à
utilização de telefones celulares, computadores portáteis e jogos de vídeo no
interior dos aviões, devido à sua interferência nos sistemas electrónicos de
bordo, vitais para o bom funcionamento e segurança das aeronaves.
Os sistemas de armazenamento de informação através de fita magnética são
susceptíveis à exposição a campos electromagnéticos da ordem de 10 mT,
podendo essa informação armazenada ser afectada. Apesar desses campos
não se manifestarem a frequências de 50/60 Hz, o problema também existe
devido à influência de campos eléctricos electrostáticos.
Os equipamentos electrónicos utilizados nos sistemas de controlo de veículos
são sensíveis a campos electromagnéticos da ordem de 2 mT, agravando-se a
influência a frequências elevadas.
Os relógios electrónicos analógicos, que utilizam um motor passo a passo para
o accionamento dos ponteiros, são bastante sensíveis à acção de campos
65
magnéticos externos, da ordem de 1 mT, na medida em que esses campos são
capazes de promover o accionamento do motor a velocidades superiores à
correspondente a 60 impulsos por minuto. Quanto aos relógios electrónicos
digitais, são igualmente sensíveis aos campos electromagnéticos, podendo
adiantar-se, atrasar-se ou mesmo parar.
As imagens mostradas em ecrãs de computadores podem tornar-se instáveis,
movimentando-se, especialmente em zonas onde existam campos electro-
magnéticos, devido à interferência desses campos na trajectória dos electrões
que são projectados contra a parede interior do ecrã. Este fenómeno começa a
ser notado para interferências de 1 μT e será bastante sério a 10 μT.
Finalmente, campos magnéticos relativamente intensos, da ordem de 20 μT a
50 Hz, originam interferências electromagnéticas em pacemakers cardíacos e
noutros equipamentos electrónicos implantados no corpo humano, assim como
em equipamentos utilizados em electromedicina.
2.2. EFEITOS BIOFÍSICOS DOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS Em termos de conceito, ocorre um efeito biológico quando a exposição a
campos electromagnéticos provoca alterações detectáveis ou visíveis em
sistemas vivos. Esse efeito pode, por vezes, mas não sempre, causar pro-
blemas de saúde adversos, o que significa que existirá uma mudança que
excede os parâmetros normais, ocorrendo esta situação quando os meca-
nismos naturais de defesa do próprio sistema de vida perdem a sua capa-
cidade de reacção e de compensação da agressão externa. Quanto à forma
como se manifestam, os efeitos biológicos podem causar alterações gravís-
simas de saúde num curto espaço de tempo – por exemplo, as consequências
de uma exposição a raios gama de grande amplitude –, ou então originar
alterações cujas consequências se manifestarão apenas passados bastantes
anos – por exemplo, os problemas de saúde derivados da excessiva exposição
aos raios ultravioletas, durante anos e anos. Por conseguinte, é fundamental
conhecer-se os efeitos biológicos, no sentido de se poder compreender de
forma concisa os riscos inerentes à saúde.
Um exemplo bastante elucidativo, e que ocorre no dia a dia, diz respeito à
exposição aos raios solares, que representam uma das formas mais familiares
de radiação não ionizante. A protecção do corpo humano a esta radiação é
66
assegurada pela melanina, que é um pigmento que confere à pele a sua cor
mais escura e providencia a sua protecção contra a radiação ultravioleta e a luz
visível.
Os efeitos da luz solar são também controlados por nós, utilizando protectores
de pele, assim como óculos escuros para se reduzir os riscos de aparecimento
de cataratas anos mais tarde.
Como consequências nocivas de uma exposição prolongada, têm-se ainda os
riscos de queimaduras graves e do aparecimento de malanomas (cancros da
pele). Todavia, quando as exposições são moderadas, existe o efeito benéfico
que consiste na produção de vitamina D pelo corpo humano, que ajuda à
absorção de cálcio pelos tecidos ósseos.
No dia a dia, os sistemas vivos encontram-se expostos a campos electroma-
gnéticos de frequências extremamente reduzidas, emanados de diversas
fontes, já citadas anteriormente, como por exemplo as centrais eléctricas, os
transformadores, as linhas de transporte de energia, e toda a panóplia de
electrodomésticos do nosso quotidiano.
Normalmente, a exposição a estes campos ocorre a distâncias muito inferiores
ao seu comprimento de onda, daí que os campos eléctricos e os campos
electromagnéticos sejam tratados separadamente (note-se que o comprimento
de onda no vácuo e, aproximadamente, no ar, é igual ao quociente entre a
velocidade da luz e a frequência das ondas electromagnéticas).
Por exemplo, numa instalação eléctrica sob tensão, mas sem receptores
ligados, existe campo eléctrico mas o campo magnético é nulo devido à não
existência de corrente eléctrica, enquanto que, num magneto permanente,
existe campo magnético mas não há campo eléctrico devido a não existir
enrolamento de excitação. Contrariamente, na radiação de rádio-frequência os
campos eléctricos e magnéticos são indissociáveis.
Por conseguinte, os efeitos biofísicos destes dois tipos de ondas
electromagnéticas são, necessariamente, diferenciados.
Por outro lado, apesar dos campos eléctricos e magnéticos ocorrerem, na
maioria das situações, em conjunto, tem sido dada maior importância à análise
dos efeitos nocivos dos campos magnéticos na medida em que são mais
difíceis de anular e têm um maior poder de penetração em edifícios e em seres
vivos, que os campos eléctricos.
67
2.2.1. Mecanismos de Interacção Tem vindo a ser estudado o modo como os campos electromagnéticos
interagem com os sistemas biológicos, sobretudo quando a energia associada
a esses campos não é suficiente para causar estragos em biomoléculas ou
aquecimento por indução, residindo a explicação talvez nas propriedades
electromagnéticas das células e dos tecidos humanos.
A interacção electromagnética entre materiais encontra-se plenamente eluci-
dada e estudada, através das Equações de Maxwell, expostas e analisadas no
capítulo anterior. Apesar da sua aplicação aos materiais isolantes, condutores
e magnéticos ser relativamente fácil, na medida em que se consideram, na
prática, como sendo meios homogéneos, isto é, em que as suas propriedades
são iguais em todos os seus pontos, o mesmo não sucede com a sua aplicação
aos sistemas biológicos, devido à elevada complexidade e aos múltiplos níveis
de organização dos organismos vivos, complexidade essa que, uma vez
integralmente resolvida, permitirá o completo conhecimento dos mecanismos
de interacção biológica entre os campos electromagnéticos e os sistemas
biofísicos.
Os tecidos biológicos são materiais não magnéticos, daí que os campos ma-
néticos no interior do corpo humano sejam os mesmos que existem no seu
exterior, o que torna ainda o problema mais complexo uma vez que os efeitos
nocivos que se têm vindo a verificar são causados exactamente pela exposição
a campos magnéticos. Em relação à influência dos campos eléctricos, a situa-
ção é bastante diferente, como se ilustra na figura 2.15, em que se tem um
corpo humano sujeito à acção de um campo eléctrico externo paralelo à sua
maior dimensão – a altura –, com uma intensidade de 1 kV/m a 60 Hz.
Conforme se constata, a ligação entre o campo eléctrico aplicado exterior-
mente (1 kV/m), e os valores a que o corpo fica sujeito (de 0,3 mV/m na cabeça
até 10 mV/m nas pernas) é extremamente fraca, sendo estes últimos campos
inferiores ao campo exterior em cerca de 10-7, raramente excedendo 10-4, e,
adicionalmente, são também bastante mais fracos que os campos eléctricos
induzidos naturalmente pelo coração, nervos, cérebro, e músculos. Ou seja, as
correntes que circularão no corpo humano induzidas pelo campo eléctrico
externo, têm intensidades significativamente inferiores às correntes naturais,
permanentes, existentes naqueles sistemas biológicos.
68
Figura 2.15 – Campos eléctricos no corpo humano, exposto a um campo
eléctrico exterior de intensidade 1 kV/m a 60 Hz. Têm sido propostos diversos mecanismos de interacção, todavia não comple-
tamente estabelecidos, que se descrevem seguidamente:
a) Correntes Induzidas Na gama dos campos electromagnéticos de frequências reduzidíssimas, os
materiais biológicos comportam-se como sendo meios condutores. A nível
microscópico, todos os tecidos são constituídos por células e fluídos inter-
celulares, sendo de salientar que estes fluídos possuem uma elevada
condutividade eléctrica. Por outro lado, devido à sua membrana, as células
comportam-se como meios isolantes, daí que as correntes induzidas nos
tecidos devido à acção de campos eléctricos de frequência reduzida circulem
apenas nos espaços circundantes das células. Por conseguinte, atendendo a
que o citoplasma das células é condutor e que a sua membrana é isolante, em
termos eléctricos as células são equivalentes a um circuito eléctrico constituído
por uma resistência (o citoplasma) ligada em série com um condensador (a
membrana). Uma vez que a espessura da membrana é inferior a 10 nm, a
capacidade do condensador equivalente é bastante elevada. Usualmente, para
frequências inferiores a 100 Hz a impedância dos materiais biológicos é
resistiva, devido ao reduzido valor da capacidade da membrana, que se pode
desprezar, na medida em que não ultrapassa 10 % do valor da impedância
daquele circuito equivalente. Contudo, esta sua contribuição aumenta com a
frequência das correntes induzidas.
69
Deste modo, a influência dos campos electromagnéticos em sistemas bio-
lógicos traduz-se pela sua capacidade em induzir correntes nas membranas
das células e nos fluídos intercelulares. Por sua vez, como essas correntes são
correntes de curto-circuito, elas próprias irão gerar campos magnéticos
concêntricos a esses circuitos, cujas intensidades são baixíssimas daí que
possam ser negligenciados na medida em que os seus efeitos são nulos.
Atendendo a que os circuitos por onde circulam as correntes induzidas são
constituídos por diferentes materiais biológicos, não homogéneos e com
condutividades anisotrópicas, essas correntes apenas poderão ser determi-
nadas através de modelos computacionais numéricos. Contudo, se se
considerar o corpo humano como um meio homogéneo e isotrópico, a
densidade de corrente J, em A/m2, poderá ser calculada analiticamente através
da seguinte expressão:
fBrJ σπ=
sendo σ (S/m) a condutividade eléctrica do corpo, r (m) o raio médio do trajecto
circular do campo magnético em torno da corrente induzida, B (T) a densidade
de fluxo, e f (Hz) a frequência do campo magnético e das correntes induzidas.
Alguns trabalhos de investigação apresentam os seguintes valores para essa
densidade de corrente: 2 mA/m2 para um campo de 100 μT a 60 Hz, e 30
μA/m2 para um campo de 1,41 μT.
O aquecimento dos tecidos devido às correntes induzidas por campos electro-
magnéticos de reduzidíssima frequência não constitui problema, excepto se
essas correntes forem bastante intensas, correndo-se o risco da estimulação
de células electricamente excitáveis, tais como os neurónios.
b) Biomateriais Magnéticos Todos os organismos vivos são essencialmente constituídos por compostos
orgânicos diamagnéticos, todavia contêm igualmente algumas moléculas
paramagnéticas – o oxigénio – assim como microestruturas ferromagnéticas –
o núcleo da hemoglobina e a magnetite –, estando estas magnetites biológicas
cobertas por finas membranas denominadas magnetosomas (magnetosomes),
que são um óxido de ferro com a composição Fe3O4. Atendendo a que estas
microestruturas magnéticas podem ser entendidas como sendo pequenos
70
magnetos permanentes, ficarão sujeitas à acção de campos magnéticos
exteriores, tendendo a movimentar-se devido à acção das forças magnéticas
de atracção majoradas exactamente pela acção desses campos externos,
podendo esse movimento, que tende a orientar as magneto-somas segundo a
direcção dos campos externos, causar perturbações bio-físicas, que só
acontecerão para campos magnéticos entre 2 μT e 5 μT.
c) Radicais Livres Os radicais livres são átomos ou moléculas que possuem pelo menos um
electrão sem par, que é antinatural, instável e perigoso, na medida em que
estes electrões fazem com que os radicais livres colidam com outras
moléculas, que ficarão com a sua estrutura alterada transformando-se por sua
vez noutros radicais livres. Este fenómeno pode originar uma reacção em
cadeia que se auto-perpetua e na qual a estrutura de milhões de moléculas é
alterada numa questão de nanosegundos, destruindo o DNA, as moléculas das
proteínas, os enzimas e as células.
Estes radicais livres são marcadamente reactivos, existindo apenas por perío-
dos muito reduzidos, inferiores a 1 ns, porém o seu efeito é devastador devido
aos diversos tipos de cancro que provocam, motivados pelos estragos que
esses radicais originam no DNA, nas células e nos tecidos.
Os campos magnéticos estacionários podem influenciar a taxa de resposta de
reacções químicas envolvendo pares de radicais livres. Atendendo a que o
tempo de vida dos radicais livres é extremamente reduzido face ao tempo de
período das ondas dos campos electromagnéticos em geral, e das ondas
geradas por sistemas de energia (50 Hz) em particular, os campos electro-
magnéticos actuam praticamente não como ondas periódicas variáveis no
tempo mas sim como grandezas estacionárias durante a ocorrência daquelas
reacções provocadas pelos radicais livres. Além disso, os efeitos biofísicos
originados por campos inferiores a 50 µT são insignificantes.
Há também a considerar os efeitos do campo magnético terrestre sobre as
reacções dos radicais livres, tudo levando a crer, com base em estudos teórico-
-práticos, que tais efeitos são teoricamente concebíveis para campos geo-
magnéticos da ordem de 0,1 mT. Contudo, esses efeitos são muito reduzidos –
provocam um aumento de apenas 1 % nas concentrações de radicais livres.
71
Além disso, o organismo humano possui defesas altamente sofisticadas que
combatem os radicais sob condições normais de vida.
d) Membrana Celular e Ligação Química Acredita-se cada vez mais que a membrana celular tem um papel principal nos
mecanismos de interacção entre os campos electromagnéticos e os sistemas
biológicos, julgando-se que os receptores situados nas membranas são, prova-
velmente, o local onde têm início as interacções entre os tecidos e os campos
electromagnéticos, em relação a muitos neurotransmissores, enzimas, e reac-
ções químicas que desenvolvem carcinomas. Por assim dizer, as células
biológicas são estruturas bioelectroquímicas, que interagem com o seu meio
ambiente através de vários caminhos, incluído os fenómenos físicos, químicos,
bioquímicos e eléctricos.
Outra teoria interessante afirma que os iões, especialmente os iões de cálcio,
podem jogar o papel de ligação química entre os campos electromagnéticos e
os processos de vida, na medida em que as propriedades eléctricas e a
distribuição dos iões à volta das células são condições perfeitas para o
estabelecimento de interacções com campos electromagnéticos exteriores.
Outras investigações afirmam que os campos eléctricos de baixa frequência
podem excitar as membranas das células, causando choques eléctricos ou
outros efeitos.
Para as frequências comerciais de 50 Hz e 60 Hz, a densidade de corrente
necessária para provocar esses choques situa-se sensivelmente em 10 A/m2, à
qual corresponde um campo eléctrico com uma intensidade de 100 V/m nos
tecidos.
Além disso, os campos eléctricos podem ainda criar poros (furos) nas
membranas celulares devido às correntes eléctricas induzidas, o que sucede
para diferenças de potencial entre as membranas de 0,1 V a 1 V, tensões estas
que requerem campos eléctricos na vizinhança das células de pelo menos 105
V/m. Note-se que estes valores são elevadíssimos se se pensar
exclusivamente na exposição a ondas electromagnéticas de fraca energia,
todavia acontecem na situação de choques eléctricos em média e alta tensão,
daí a inevitável electrocussão com queimaduras gravíssimas ou mesmo a
morte biológica.
72
2.2.2. Campos Electromagnéticos e Cancro Apesar de existirem em grande número estudos teórico-práticos relacionados
com os mecanismos de interacção entre os campos electromagnéticos e os
sistemas biofísicos, assim como em relação a diversos efeitos nocivos, tem
vindo a ser dada uma atenção muito especial às possíveis interacções que
promovam o aparecimento e o desenvolvimento de carcinomas, devido a ser
uma doença particularmente grave. Essa atenção recai não só em aspectos de
investigação biomédica mas também nos resultados obtidos a partir de estudos
epidemiológicos, como se exemplificou em detalhe no capítulo 1, sobre o caso
dos trabalhadores de uma subestação de 500 kV na ex-União Soviética.
a) Mecanismos do Cancro O termo médico “cancro” é utilizado para descrever cerca de 200 doenças dife-
rentes, todas elas caracterizadas pela destruição incontrolada de células. Esta
doença representa o caso de uma mitose incontrolável, em que as células se
dividem aleatoriamente, escapando às condições naturais de controlo exis-
tentes no corpo humano, ou seja, é essencialmente uma desordem genética ao
nível celular.
As causas de muitas doenças cancerosas são desconhecidas, todavia existem
factores de risco que induzem alguns tipos de cancro, como sejam o tabaco, o
álcool, a alimentação, e a exposição a campos electroma-gnéticos e a
radiações, como sucede com os ultravioletas.
A radiação ionizante possui energia suficiente para provocar cancros de uma
forma rápida e fulminante, como sucede com a radiação atómica gama,
todavia, apesar da luz visível originar a fotossíntese, não se suspeita,
habitualmente, que induza o aparecimento desta doença. Por outro lado, a
radiação solar ultravioleta, especialmente a UVB, está cada vez mais asso-
ciada ao aparecimento de cancros de pele (melanomas), enquanto que a
energia dos fotões em campos electromagnéticos a 50 Hz e a 60 Hz (2,5x10-13
eV) é insuficiente para induzir reacções químicas celulares conducentes ao
cancro.
Em geral, as doenças cancerígenas directamente associadas com a exposição
a campos electromagnéticos são a leucemia, o cancro cerebral, e o cancro da
mama.
73
b) Carcinogénese A transformação de células sãs em células cancerígenas é um processo
complexo, que comporta três fases diferenciadas, caracterizadas por um
conjunto de injúrias que afectam o material genético das células, sendo este
processo de produção de cancro, exposto na figura 2.16, designado por
carcinogénese multipassos ou multiníveis (multistep carcinogenesis).
Este modelo inicia-se nas células sãs, isto é, em bom estado, seguidamente
processa-se a conversão de algumas células sãs em células pré-can-
cerígenas, o passo seguinte consiste na conversão de algumas células pré-
cancerígenas em células cancerígenas, consistindo o último passo no desen-
volvimento de um tumor a partir das células cancerígenas.
Figura 2.16 – Modelo de carcinogénese multipassos.
O cancro humano é o resultado de uma acumulação de várias alterações gené-
ticas e epigenéticas que ocorrem numa determinada população de células, e
inicia-se através de danos no ADN, danos estes que usualmente são provo-
cados por um agente denominado genotoxina (genotoxin).
Este agente pode afectar vários tipos de células, dando origem a diversos tipos
de cancro.
Por outro lado, um agente epigenético é alguma coisa que aumenta a
probabilidade de se contrair cancro através de um agente genotóxico.
74
Alguns estudos permitem concluir que não existem efeitos genotóxicos celu-
lares significativos, isto é, danos no ADN, aberrações cromossómicas,
mutações, e transformações celulares, originados pela exposição a campos
electromagnéticos de frequências reduzidíssimas, enquanto que outros
concluem que, de facto, existe alguma interacção epigenética.
De um modo geral, a exposição a campos electromagnéticos até 0,1 mT não
resulta em efeitos biofísicos celulares, como a actividade genotóxica e epige-
nética. Todavia, para campos superiores a 0,1 mT é possível haver já alguns
efeitos adversos.
c) Hipótese da Melatonina Outra hipótese possível de interacção, sob investigação, diz respeito ao facto a
provar ou não, das exposições a campos eléctricos e magnéticos provocarem a
supressão de melatonina, que é uma hormona produzida pela glândula pineal,
localizada próxima do centro do cérebro. Esta hormona é produzida principal-
mente durante a noite e é introduzida na corrente sanguínea para se dispersar
através do corpo, encontrando-se presente nas células e contribui para a
destruição dos radicais livres, ajundado a reparar o ADN. A melatonina é
responsável pela regulação dos ciclos menstruais e dos ritmos circadianos. A
sua secreção decresce à medida que a idade avança, atingindo o seu máximo
na idade infantil e diminuindo gradualmente após a puberdade e, após os 60
anos, a secreção é inferior à da juventude.
A melatonina tem a propriedade de reduzir as secreções de hormonas que
promovem o desenvolvimento de tumores, e contribui ainda para aumentar a
citotoxicidade dos linfócitos destruidores do sistema imunitário. Por conse-
guinte, a sua produção é essencial para o sistema imunitário, o qual protege o
organismo das infecções e das células cancerígenas, daí que determinados
tipos de cancro proliferem quando os níveis de melatonina são baixos. É o caso
do cancro da mama, do cancro da próstata, e dos tumores malignos nos
ovários. Para melhor compreensão, na figura 2.17 ilustra-se as consequências
da redução dos níveis de melatonina.
Seguidamente expõem-se algumas conclusões interessantes, relacionadas
com a interacção entre os campos electromagnéticos e a produção de mela-
tonina:
75
Figura 2.17 – Consequências biológicas da redução dos níveis de melatonina.
• Existe supressão de melatonina com a exposição a campos electro-
magnéticos e, consequentemente, aumento dos riscos de desenvol-
vimento de carcinomas.
• A melatonina reduz as taxas de desenvolvimento de células cance-
rígenas relacionadas com o cancro da mama, todavia a exposição a
campos magnéticos de 1,2 µT a 60 Hz inibe a acção da melatonina.
• Estudos em ratos expostos a campos de 60 Hz e com densidades de
fluxo de 1 µT, 10 µT e 100 µT durante 12 horas ou durante 30 dias com
18 horas por dia de exposição, permitiram concluir que o nível de mela-
tonina desceu cerca de 40 % para a exposição durante os 30 dias com
campos de 10 µT e 100 µT, e cerca de 20 % para a exposição a 100 µT
durante 12 horas consecutivas. Em contrapartida, não se observaram
quaisquer efeitos para a exposição a campos de 1 µT.
• Experiências realizadas com babuínos, expostos a campos eléctricos de
6 kV/m e campos magnéticos de 50 µT, ambos a 60 Hz, e a campos de
30 kV/m e 100 µT, igualmente a 60 Hz, durante 12 horas por dia em 6
semanas, não conduziram a quaisquer efeitos nos níveis de melatonina.
• A exposição nocturna a campos magnéticos de 100 µT e 50 Hz, por
períodos compreendidos entre 1 dia e 13 semanas, não conduziram a
quaisquer efeitos na redução do nível de produção de melatonina.
76
• Não se detectaram efeitos biológicos, isto é, redução do nível de mela-
tonina em jovens voluntários do sexo masculino, após uma exposição
durante 4 noites consecutivas a um campo magnético de 28,3 µT a 60
Hz, em experiências realizadas em 2000.
2.2.3. Estudos Celulares Conforme se salientou anteriormente, parece existir alguma relação directa
entre a exposição a campos electromagnéticos e o desenvolvimento de cancro,
de acordo com o processo sequencial que se esquematiza na figura 2.18. Para
uma melhor compreensão do fenómeno, apresentam-se seguidamente alguns
dados obtidos por observação experimental.
Figura 2.18 – Efeitos dos campos electromagnéticos relacionados
com o desenvolvimento de doenças cancerígenas.
a) Efeitos Relevantes para o Cancro Material Genético O genoma humano representa a sequência química que contém a informação
básica para construir e desenvolver o corpo humano, e consiste em ADN e
moléculas de proteína associadas, sendo, além disso, organizado em estru-
turas designadas por cromossomas. Por seu turno, cada molécula de ADN
contém um número elevado de genes, que são a unidade física e funcional
fundamental da hereditariedade. Os genes podem ser entendidos como a infor-
77
mação armazenada na memória de um computador, sendo assim unidades de
informação no ADN que são utilizadas para fabricar as proteínas, entre outras
substâncias do corpo humano.
Estima-se que o genoma humano compreenda pelo menos 100000 genes. O
núcleo de cada célula contém 2 conjuntos de cromossomas, sendo um deles
dado pelo pai e o outro pela mãe, possuindo assim as células as características
dos pais biológicos. Por sua vez, cada conjunto possui 23 cromossomas
simples, um dos quais é o cromossoma do sexo, X ou Y – os indivíduos do
sexo masculino possuem um par de cromossomas X e um par Y, enquanto que
os do sexo feminino possuem apenas um par de cromossomas X.
Quanto à influência dos campos electromagnéticos sobre o ADN, é possível
que os campos com intensidades superiores à do campo magnético terrestre,
natural, podem originar problemas na síntese do ADN, e, consequentemente,
aberrações nos cromossomas. Vejam-se, de seguida, os resultados de alguns
estudos realizados recentemente:
• Detectaram-se efeitos nocivos na síntese do ADN no cérebro de ratos
sujeitos a campos magnéticos de 0,1 µT, 0,25 µT, e 0,5 µT, a 60 Hz.
Esses efeitos nocivos afectam as funções celulares, podendo causar a
morte das células e o aparecimento de carcinomas.
• Foram detectados efeitos cancerígenos e alterações em grávidas –
danos no DNA de células amnióticas –, sujeitas a campos magnéticos
de 50 Hz e de 15,6 kHz.
• Exposições a campos magnéticos de 400 mT e 50 Hz, podem originar
mutações genéticas e, consequentemente, carcinomas.
Transporte de Cálcio Os iões de cálcio são partículas carregadas electricamente, e que desem-
penham um papel fundamental em diversos processos celulares, sendo um dos
mensageiros das comunicações intercelulares do corpo e, também, um regu-
lador do crescimento celular. Estes iões são essenciais para muitas das
funções celulares, especialmente para a transmissão de sinais extra-celulares,
para a regulação do transporte intracelular de compostos, para a libertação de
secreções, para o metabolismo dos ossos, e para as contracções musculares,
daí que seja muito importante manter um nível óptimo de cálcio no organismo.
78
O fenómeno da libertação de iões Ca++ das células devido à acção de campos
electromagnéticos é bem conhecido, especialmente no que respeita às células
linfáticas e cerebrais, podendo o seu excesso provocar distúrbios nas activi-
dades hormonais, conduzindo a leucemias e a outros tipos de cancro.
Proliferação e Diferenciação de Células A biologia da divisão e diferenciação celular é similar quer em células normais
quer em células cancerígenas, contendo estas últimas o complemento total de
biomoléculas que são essenciais à sobrevivência, proliferação, diferenciação, e
expressão de muitas funções de células de tipos específicos. Consequen-
temente, falhas na regulação destas funções conduzem a doenças
cancerígenas.
O fenómeno da proliferação de células é bastante complexo, sendo um
processo regulado geneticamente e, por sua vez, a diferenciação é também um
processo complexo, no qual é induzida a expressão dos genes específicos das
células. Através de ensaios realizados in vitro, constatou-se haver uma
proliferação de células expostas à acção de campos electromagnéticos.
Actividade Enzimática Tal como outras proteínas, as enzimas consistem em longas cadeias de amino-
ácidos, estando presentes em todas as células vivas e sendo responsáveis
pelo desempenho da importante função de controlar os processos metabólicos
do corpo humano.
Uma enzima especial, a ornitina descarboxilase (ornithine decarboxylase ODC)
é bastante importante pelo papel que possui na regulação da multiplicação de
células através da síntese das poliaminas necessárias para a síntese das
proteínas e do ADN, e é, simultaneamente, uma enzima activada durante o
processo de carcinogénese, ou seja, um aumento da actividade da ODC
representa um sintoma de cancro.
Veja-se, seguidamente, quais os resultados de vários estudos sobre a
influência dos campos electromagnéticos sobre a enzima ODC:
• Existe um aumento da actividade das ODCs sob a acção de um campo
eléctrico alternado sinusoidal a 60 Hz e de intensidade 10 mV/m.
79
• Ensaios realizados em ratos, expostos a campos magnéticos de 10 μT
e 60 Hz, indiciaram um aumento da actividade dos linfomas.
• Mais de 10 anos de ensaios permitiram concluir que a exposição a
campos electromagnéticos aumenta a actividade das enzimas ODC,
tendo sido encontradas mudanças na actividade das ODCs devido a
campos magnéticos induzidos, assim como um aumento na taxa de
anormalidades fetais em embriões de galinhas em desenvolvimento.
• Encontrada uma redução na actividade de leucócitos humanos, quando
expostos a campos de 450 MHz modulados a 16 Hz.
Hormonas
As hormonas são substâncias químicas formadas num órgão ou parte do
corpo, sendo transportadas através do sangue para outro órgão, alterando a
actividade funcional e, por vezes, a estrutura de um ou mais órgãos de uma
maneira específica. Na prática, existem diversos estudos que demonstram que
a diminuição do nível da síntese da melatonina assim como da sua secreção
pela glândula pineal, devido à exposição a campos electromagnéticos, está
associada ao aumento do risco de contracção de doenças cancerígenas.
Sistema Imunitário Este sistema mais não é que um mecanismo de protecção composto de um
número elevado de células interdependentes que, em conjunto, defendem e
protegem os seres vivos dos ataques de bactérias, micróbios, toxinas, para-
sitas, fungos, infecções virais, assim como da proliferação de células cance-
rígenas. Este sistema não é afectado por campos magnéticos de baixa energia,
como se concluiu através de estudos realizados em populações de ratos,
todavia, ainda em experiências feitas com ratos, detectaram-se alguns efeitos
visíveis sobre o sistema imunitário após 6 semanas de exposição a campos
magnéticos entre 200 µT e 2000 µT, e efeitos insignificantes para campos entre
2 µT e 20 µT.
Comunicações Intercelulares As interacções entre células e as transduções de sinais têm um papel de
primeira importância no desenvolvimento do sistema nervoso, sendo os sinais
80
eléctricos e químicos que circulam através das membranas celulares, os res-
ponsáveis pelas comunicações entre células.
Acredita-se que os campos electromagnéticos em geral, e os campos
electromagnéticos de frequência extremamente reduzida em particular, podem
alterar as propriedades das membranas, modificar as funções celulares, e
interferir com a transferência de informação entre células.
b) Efeitos não Cancerígenos A par das investigações relativas aos efeitos cancerígenos dos campos electro-
magnéticos, têm igualmente vindo a realizar-se diversos estudos sobre os
efeitos não cancerígenos desses campos.
Efeitos que têm como consequência a divisão das células e a sua proliferação
surgem com a exposição a campos eléctricos e magnéticos de intensidades da
ordem das dezenas de V/m e de mT, surgindo a rotação eléctrica das células,
assim como a sua fusão, sob a acção de campos eléctricos entre 10 kV/m e
100 kV/m, como é o caso das electrocussões a 50 Hz e a 60 Hz.
Um outro estudo internacional, realizado em seis países, submeteu os ovos de
duas incubadoras iguais a um campo magnético de 1 µT, sob a forma de
impulsos de 500 ms, com uma frequência de 100 Hz, tendo os resultados
globais constatado um aumento de cerca de 6 % no número de embriões
defeituosos.
2.2.4. Estudos em Humanos São vários os efeitos nocivos que a opinião pública clama, por vezes sem
quaisquer bases científicas, devido às exposições a campos electroma-
gnéticos, sobretudo no que respeita às linhas aéreas de transporte de energia
eléctrica em alta e muito alta tensão.
Esses efeitos incluem normalmente dores de cabeça, alterações
cardiovasculares, alterações neurológicas, confusão mental, depressão,
dificuldade de concentração, perturbação do sono, diminuição da líbido, e
perturbações no aparelho digestivo, sendo as principais fontes de informação
as pessoas e os trabalhadores que habitam ou trabalham muito próximo de
fontes de campos electromagnéticos, os resultados laboratoriais, e os dados
epidemiológicos.
81
a) Sistema Cardiovascular Como é sabido, o coração é um órgão muscular bioeléctrico, daí que o seu
funcionamento seja analisado através dos sinais eléctricos emitidos – electro-
cardiograma e ecografia cardíaca. Na prática, densidades de corrente da
ordem de 0,1 A/m2 podem estimular os tecidos electricamente excitáveis,
enquanto que, valores superiores a 1 A/m2, interferem com a acção eléctrica do
músculo cardíaco, causando fibrilação ventricular e aquecimentos eléctricos
por efeito de Joule, que, usualmente, são as causas de morte por
electrocussão, quando da ocorrência de choques eléctricos por contacto
directo. Seguidamente, explicitam-se os resultados observados resultantes da
interacção entre campos electromagnéticos e o funcionamento do coração:
• Em trabalhadores expostos a campos eléctricos de intensidade com-
preendida entre 12 kV/m e 16 kV/m, durante mais de 5 horas por dia,
constatou-se que a sua pulsação no final do dia de trabalho era, em
média, 2 a 5 pulsações por minuto mais baixa que no início do dia.
• A exposição de voluntárias do sexo feminino a campos electroma-
gnéticos de 20 µT e 60 Hz, permitiu concluir estatisticamente, com uma
margem significativa, que o número de pulsações cardíacas diminuiu.
• Um estudo intensivo sobre os efeitos dos campos electromagnéticos
sobre a alteração das pulsações de trabalhadores expostos a campos
gerados por linhas aéreas de alta tensão de 110 kV a 400 kV, estudo
esse que utilizou técnicas de registo ambulatório, constatou não se ter
verificado quaisquer alterações do ritmo cardíaco.
b) Síndroma da Fadiga Crónica Este síndroma (Chronic Fatigue Syndrome CFS), também conhecido como
Síndroma da Fadiga Crónica e Disfunção Imunológica (Chronic Fatigue and
Immune Dysfunction Syndrome CFIDS), é um termo clínico geral utilizado para
descrever uma doença emergente, que se caracteriza pela existência de fadiga
debilitante, problemas do foro neurológico, e uma variedade de outros sintomas
debilitantes. Esta doença deprime ainda o sistema imunológico, e afecta
adultos, crianças e adolescentes. Nos últimos anos, detectaram-se diversas
anomalias no sistema imunitário de pacientes com CFS, que incluem altera-
82
ções na actividade e na estrutura superficial celular em dois importantes tipos
de glóbulos brancos do sangue: células assassinas naturais e T-linfócitos.
Adicionalmente, a exposição a campos electromagnéticos afecta negativa-
mente o sistema imunitário, podendo causar uma disfunção hormonal e
mudanças ao nível das células. Ou seja, a exposição a campos electroma-
gnéticos constitui um risco potencial para os pacientes que padecem de
anomalias associadas à inexplicável fadiga crónica.
c) Sensibilidade Eléctrica A sensibilidade eléctrica (electrical sensitivity ES), igualmente conhecida por
hipersensibilidade electromagnética ou electrosensibilidade, é uma doença com
sintomas neurológicos e alérgicos, activados perante a exposição a campos
electromagnéticos, sendo um problema de saúde pública, em crescimento. As
pessoas afectadas pela ES são particularmente sensíveis a determinadas
frequências eléctricas, reagindo de uma forma exarcebada quando expostas à
acção de campos electromagnéticos. Os sintomas desta doença incluem dores
de cabeça, irritação ocular, náuseas, vertigens, borbulhagem na pele, inchaços
faciais, fraqueza, fadiga, perturbações na concentração, dores nos tendões e
nos músculos, zumbidos nos ouvidos, dormências, dores e pressão abdo-
minais, dificuldades respiratórias, ritmo cardíaco alterado, paralisia, confusão
mental, alterações no equilíbrio, depressão, perturbações do sono, e alterações
na memória.
Por conseguinte, os pacientes que sofrem de sensibilidade eléctrica apre-
sentam uma hipersensibilidade à acção de campos electromagnéticos insen-
síveis ao público em geral, não existindo actualmente qualquer tipo de
tratamento.
d) Choques e Microchoques Eléctricos Um dos mecanismos de interacção entre os campos eléctricos de reduzi-
díssima frequência e os tecidos vivos, consiste na estimulação directa das
células e membranas excitáveis, o que demonstra a capacidade do corpo
humano para absorver correntes eléctricas e desenvolver choques ou micro-
choques, dependendo da intensidade dos campos eléctricos.
83
Saliente-se que o termo choque eléctrico é utilizado para descrever todas as
injúrias graves, provocadas pelas elevadas intensidades de corrente, e que
compreendem desde a perda de consciência à electrocussão mortal, passando
pelas queimaduras graves, enquanto que o termo microchoque eléctrico se
refere às arritmias cardíacas produzidas por correntes de intensidades muito
reduzidas, ao percorrerem o músculo cardíaco, normalmente através de um
cateter intravascular ou intracardíaco.
Para melhor compreensão dos efeitos térmicos causados por um choque
eléctrico, considere-se o exemplo de um trabalhador, electricista, que sofre um
contacto acidental, directo, numa mão, de um condutor eléctrico de média
tensão, a 60 kV.
Considerando que os seus pés se encontram apoiados directamente no solo,
ao potencial zero, e sem qualquer protecção isolante, pela lei de Ohm a
intensidade da corrente que percorrerá o seu corpo, com um trajecto “mão –
braço – peito – órgãos genitais – pernas”, será, tendo ainda em atenção que a
resistência eléctrica média do corpo humano se pode considerar igual a 2000
ohms (Ω):
amperes30ohms2000
volts1060 3=
×==
RUI
valor este que é extremamente elevado, como se prova através da determi-
nação da potência calorífica desenvolvida por efeito de Joule no corpo do
trabalhador:
kilowatts1800watts1800000)amperes30()ohms2000( 22 ==×== IRP
Por sua vez, se o choque eléctrico tiver uma duração de 5 segundos, a energia
calorífica desenvolvida pelo corpo da vítima terá o seguinte valor:
horakilowatts5,2segundo)(wattsjoules9000000
)segundos5()watts1800000(
×==×==×== tPW
Ou seja, nos 5 segundos de duração do choque eléctrico, o corpo da vítima
desenvolveria uma quantidade de energia calorífica equivalente à que seria
libertada por uma resistência de aquecimento de 2,5 kW durante 1 hora!
84
Evidentemente que, nestas circunstâncias, os danos térmicos causados nos
tecidos e órgãos do corpo com toda a certeza que conduziriam a uma morte
inevitável.
Em termos quantitativos, estima-se que a densidade de corrente suficiente para
estimular a excitação das células situa-se em 1 A/m2, enquanto que, valores da
ordem de 10 A/m2, aos quais correspondem campos eléctricos de intensidade
100 V/m no interior do corpo humano, situam-se no limiar dos choques
eléctricos.
e) Sensações Visuais A acção dos campos electromagnéticos, que se reflecte através das correntes
eléctricas induzidas na retina, dá origem a tremuras nos olhos que, contudo,
não têm quaisquer efeitos degenerativos. O limiar do início dessas tremuras,
para uma frequência de 20 Hz, acontece com densidades de corrente da
ordem de 20 mA/m2, ocorrendo a máxima sensibilidade entre 20 Hz e 30 Hz.
Esta sensação ocorre igualmente, sob a influência de campos magnéticos, a
partir de valores da ordem de 10 mT a 50 Hz e 60 Hz.
2.3. ESTUDOS EPIDEMIOLÓGICOS A maioria dos resultados respeitantes aos efeitos dos campos electroma-
gnéticos sobre os sistemas biofísicos, são largamente baseados em conjuntos
de estudos de determinação epidemiológica, sendo o objectivo desses estudos
identificar as associações entre doenças e características ambientais particu-
lares, de modo a ser possível estabelecer uma relação do tipo “causa-efeito”.
Os estudos epidemiológicos permitem ainda estabelecer uma correlação histó-
rica de dados biológicos, para grandes amostras populacionais, ou seja, no
caso dos efeitos dos campos electromagnéticos os resultados obtidos podem
mostrar apenas a associação das pessoas com um determinado estímulo – a
exposição a esses campos –, desde que existam bastantes factores envolvidos
em cada uma dessas pessoas – por exemplo, os sintomas resultantes da
exposição. Contudo, o facto de se desconhecerem concretamente os meca-
nismos de interacção entre os campos e os sistemas biológicos, confere a
estes estudos uma certa margem de incerteza.
85
2.3.1. Epidemiologia A epidemiologia constitui uma ferramenta poderosa, utilizada para se deter-
minar se existe algum risco para a saúde, derivado de uma causa desço-
nhecida, ou seja, a epidemiologia pode ser entendida como o estudo da
ocorrência e da distribuição de doenças numa determinada população.
A primeira vantagem destes estudos para a população humana ocorreu em
1885, quando o médico inglês John Snow observou que a morte de ratos
devido à cólera, em Londres, era particularmente significativa em áreas onde a
água potável tinha sido extraída do rio Tamisa em locais muito próximos de
embocaduras de esgotos. Esses resultados permitiram concluir que a cólera
era transmitida por meio de um agente desconhecido existente nos esgotos,
tendo essa constatação conduzido posteriormente a um programa de
tratamento das águas dos esgotos.
a) Rácio de Possibilidades Os estudos epidemiológicos são, de uma forma consistente, “estudos de caso-
-controlo” (case-control studies), sendo identificados dois grupos de pessoas de
uma determinada população:
• Os casos (cases), que representam as pessoas com uma determinada
doença, encontrando-se em estudo.
• Os controlos (controls), que representam as pessoas seleccionadas da
mesma população à qual pertencem os casos, sendo similares em tudo
excepto no facto de não possuírem a doença.
É de salientar ainda que a exposição destes dois grupos de pessoas a um
determinado agente, por exemplo os campos electromagnéticos de reduzi-
díssima frequência, encontra-se em estudo, sendo igualmente realizadas
medições de parâmetros característicos.
O resultado do estudo epidemiológico é expresso através da seguinte relação,
denominada rácio de possibilidades ou de probabilidades (odds ratio OR), que
representa uma estimativa:
controloscasosOR
grupodoexpostaspessoasdeadepossibilidgrupodoexpostaspessoasdeadepossibilid
=
86
Este rácio é assim uma medida de associação, medida essa que quantifica a
relação entre exposição e saúde, resultante de um estudo comparativo.
Se o valor de OR é igual a 1, não se encontrou nenhuma diferença entre a
exposição de pessoas com a doença e as pessoas sem a doença, o que
significa que existe uma associação negativa entre a doença e a exposição.
Contrariamente, se OR é superior a 1, as pessoas casos estiveram prova-
velmente mais expostas que as pessoas controlo, havendo assim uma asso-
ciação positiva entre a doença e a exposição.
Por exemplo, para se estudar o caso da associação entre a exposição a
campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência e o cancro, deverão
ser comparados dois grupos de pessoas: um grupo (casos), o qual tem sido
exposto a esses campos electromagnéticos, e o segundo (controlos), que
nunca esteve exposto.
O grupo exposto deverá ser constituído por pessoas que vivem próximo de
fontes identificadas dos campos electromagnéticos, como por exemplo linhas
aéreas de transporte de energia e subestações, enquanto que o segundo
deverá ser composto por pessoas que habitam longe dessas fontes, ou seja,
sem se encontrarem expostas aos efeitos dos campos electromagnéticos
Para melhor compreensão, considerem-se os seguintes exemplos numéricos:
Exemplo 1:
• Estudo de 500 cancros (casos), e 500 controlos.
• Se 130 casos estiveram expostos aos campos electromagnéticos, e os
restantes 500 – 130 = 370 casos não estiveram expostos, então a
possibilidade de pessoas expostas do grupo casos será 130/370 = 0,35.
• Se 130 controlos estiveram também expostos, os controlos não expos-
tos são 500 – 130 = 370, daí que a possibilidade de pessoas expostas
do grupo controlos será 130/370 = 0,35.
• Por conseguinte, tem-se OR = 0,35/0,35 = 1, ou seja, existe uma
associação negativa entre a exposição e o cancro.
Exemplo 2:
• Estudo de 500 cancros (casos), e 500 controlos.
87
• Se 200 casos estiveram expostos aos campos electromagnéticos, e os
restantes 500 – 200 = 300 casos não estiveram expostos, então a
possibilidade de pessoas expostas do grupo casos será 200/300 = 0,66.
• Se 130 controlos estiveram também expostos, os controlos não expos-
tos são 500 – 130 = 370, daí que a possibilidade de pessoas expostas
do grupo controlos será 130/370 = 0,35.
• Por conseguinte, tem-se OR = 0,66/0,35 = 1,88, ou seja, existe uma as-
sociação positiva entre a exposição e o cancro.
b) Locais de Exposição Atendendo a que os regulamentos de segurança assim como as linhas dire-
ctivas de protecção contra as exposições a campos electromagnéticos, fazem
uma diferenciação entre ambientes ocupacionais, isto é, locais de trabalho, e
ambientes ou locais públicos, apresenta-se de seguida, respeitando essa sepa-
ração, algumas características típicas desses locais, no que respeita aos tipos
de fontes geradoras de campos electromagnéticos.
Locais de Trabalho (Locais Ocupacionais) Estes locais são estudados no contexto de indústrias específicas e de postos
de trabalho, particularmente nos casos de fábricas de equipamentos eléctricos
e electrónicos, onde a probabilidade dos trabalhadores estarem expostos à
acção de campos eléctricos e magnéticos de reduzidíssima frequência é
bastante elevada, campos esses gerados não só pelas instalações eléctricas
mas também pelas próprias ferramentas com que operam.
Os recursos humanos que trabalham nas proximidades de transformadores,
subestações, quadros eléctricos e outros equipamentos e instalações onde as
intensidades de corrente são elevadas, podem ficar igualmente expostos a
campos de elevada densidade de fluxo, superior a 10 μT. Quanto a escritórios
e a outros edifícios de serviços, as densidades de fluxo são similares às
existentes nas habitações particulares, podendo variar entre 0,05 μT e 0,4 μT.
Saliente-se que, em ambas as situações, a exposição continuada assim como
a exposição a diversas gamas de frequências, mesmo com níveis inferiores
aos recomendados, poderá originar efeitos adversos a médio e longo prazo.
88
Locais Públicos Os locais públicos onde existem exposições a campos electromagnéticos de
reduzidíssima frequência, compreendem as residências, escolas, hotéis, e vias
de comunicação rodoviárias e ferroviárias, sendo as fontes que afectam as
residências, escolas e hotéis os cabos e as linhas eléctricas de transporte de
energia, as subestações e postos de transformação, e diversos equipamentos
de escritório e electrodomésticos, havendo vários estudos que comprovam que
os campos magnéticos de elevada densidade de fluxo existentes em habi-
tações devem-se à sua localização muito próxima de linhas de transporte. Por
outro lado, as fontes de campos em comboios e transportes ferroviários
urbanos são devidas às linhas de contacto e às catenárias de alimentação.
2.3.2. Estudos Epidemiológicos do Cancro Nas últimas décadas, são diversos os estudos epidemiológicos que corroboram
a existência de uma associação positiva entre a exposição a campos electro-
magnéticos de frequências reduzidíssimas e as doenças cancerígenas, como a
leucemia em crianças e em adultos, os cancros no cérebro, os cancros da
mama, e os cancros pulmonares, havendo, todavia, outro grupo de estudos
que concluíram existir uma associação negativa.
Os primeiros estudos epidemiológicos que relacionam a exposição a campos
electromagnéticos gerados por linhas de transporte de energia e o cancro,
datam dos anos 70 do século passado, tendo de facto concluído que essa
exposição é directamente responsável pelo aparecimento e desenvolvimento
de doenças cancerígenas. Nos anos seguintes, foram realizados mais estudos
de carácter epidemiológico, não só na Europa mas também nos Estados
Unidos e na Austrália, apontando para uma clara associação entre os campos
electromagnéticos e o desenvolvimento de cancros, apesar de, por outro lado,
ser bastante difícil estabelecer qual a correlação mais clara e evidente entre os
efeitos das linhas de transporte de energia e as doenças cancerígenas.
Um dos trabalhos mais importantes, teve início em 1990 nos Estados Unidos, e
constituiu uma parte significativa do Research and Public Information
Dissemination (RAPID) Program, mandatado pelo Congresso e incluído no
Energy Policy Act de 1992, no sentido de investigar a associação entre a
exposição a campos electromagnéticos de baixa frequência e a degradação da
89
saúde humana. Este programa RAPID, que durou cerca de cinco anos, foi
liderado pelo National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) e
pelo Department of Energy (DOE), tendo, em Junho de 1998, havido uma
reunião internacional entre 30 cientistas, que, utilizando os critérios desen-
volvidos pela International Agency for Reseaech on Cancer, concluíram não
existir provas concludentes de que a exposição a campos electromagnéticos de
reduzidíssima frequência possa desenvolver “carcinomas humanos conhe-
cidos” ou “prováveis carcinomas humanos”. Contudo, a maioria dos membros
desse grupo de trabalho concluiu que a exposição a campos magnéticos
emanados de linhas aéreas de transporte de energia pode conduzir a
“possíveis carcinomas humanos”. Entretanto, em 15 de Junho de 1999, o
NIEHS concluiu que os campos electromagnéticos de reduzidíssimas
frequências podem causar cancro, baseados em estudos epidemiológicos que
mostraram haver uma associação entre alguns tipos de leucemia e a exposição
a campos magnéticos. Num estudo realizado em 2001, na Nova Zelândia, o
seu autor concluiu haver evidências, suportadas por bastantes estudos
epidemiológicos, de que os campos electromagnéticos de frequências
reduzidíssimas são perigosos para a saúde humana, especialmente em
crianças, havendo uma ligação forte ao aparecimento de leucemias.
Seguidamente, apresentam-se alguns aspectos quantitativos da exposição a
campos electromagnéticos e as incidências de determinados tipos de doenças
cancerígenas.
a) Leucemia Infantil Como é sabido, a infância é um período onde se verifica um enorme cres-
cimento de células, associado ao normal crescimento e desenvolvimento das
crianças, daí que seja de todo o interesse para a sua saúde adoptar cuidados
especiais no que respeita à sua exposição a campos electromagnéticos
gerados por linhas de transporte de energia, por computadores e seus
periféricos em casa e nas escolas, por televisores, e por telefones celulares.
A palavra “leucemia”, que significa literalmente “sangue branco”, descreve uma
variedade de cancro que é conhecida pela criação anormal de glóbulos
brancos no sangue – os leucócitos –, afectando não só a existência de glóbulos
brancos saudáveis, que são essenciais para o combate a bactérias, vírus e
90
outras infecções, mas também os glóbulos vermelhos, que são os respon-
sáveis pelo transporte do oxigénio a todos os pontos do corpo.
Esta doença representa menos de 4 % do universo de todos os tipos de cancro
que afectam os adultos, todavia é o tipo mais comum dos cancros que afectam
as crianças.
Vejam-se de seguida diversos resultados e constatações consideradas impor-
tantes, no que respeita a esta doença:
• As crianças com o Síndroma de Down têm um risco acrescido (10 a 40
vezes superior) de contraírem leucemia, em relação às crianças consi-
deradas normais.
• As crianças cujas mães, durante a gravidez, foram sujeitas a dia-
gnósticos através de raios X, apresentam igualmente um risco
acrescido.
• Um dos primeiros estudos epidemiológicos realizados sobre este
assunto, em 1979, chegou a um OR de 2,35, o que permitiu concluir da
existência de elevados riscos na contracção de leucemia infantil por
parte de crianças sujeitas à acção de campos electromagnéticos.
• Em 1976-1977, um estudo conduzido por dois investigadores da Univer-
sidade do Colorado, nos Estados Unidos, constatou que, crianças que
viviam muito próximo de grandes instalações eléctricas, contraíram
cancro, contrariamente àquelas que habitavam em zonas bastante mais
afastadas. Como resultado, os autores do estudo salientaram que as
crianças que habitam casas muito próximas de linhas de transporte de
energia eléctrica em alta tensão, apresentam um risco duas a três vezes
superior de contraírem leucemia ou tumores no sistema nervoso, que as
restantes crianças.
• Foram detectados, através de estudos realizados em 1980, casos de
leucemia e outros cancros infantis, associados à exposição a campos
magnéticos de 0,25 μT.
• Um estudo epidemiológico americano, realizado em 1991, em Los
Angeles, Califórnia, conduziu a um OR de 2,15, ou seja, à confirmação
da associação positiva entre o desenvolvimento de leucemia infantil e a
exposição a campos electromagnéticos.
91
• Em estudos bastante completos, realizado na Suécia, Dinamarca e
Finlândia, foi considerada, para a Suécia, uma população base
constituída por todas as crianças suecas com 15 anos de idade ou mais
jovens, que viveram dentro de um perímetro de 800 m relativamente a
linhas de transporte de energia, durante o período 1960-1985, tendo
identificado 142 casos – 39 de leucemia, e 33 de cancro no sistema
nervoso. O estudo realizado na Dinamarca considerou crianças de
residências situadas entre 25 m e 50 m de linhas de transporte de
energia, cabos subterrâneos e subestações, tendo demonstrado um
aumento significativo do risco de contracção de linfomas entre crianças
sujeitas a campos magnéticos iguais ou superiores a 0,1 μT. Quanto ao
estudo realizado na Finlândia, envolveu 68300 rapazes e 66500
raparigas, com idades até aos 19 anos, que viveram, entre 1970 e
1989, em habitações distanciadas de 500 m ou menos de linhas aéreas
de 100 kV a 400 kV, não se tendo detectado estatisticamente um
aumento significativo no número de leucemias e linfomas. Ainda estatis-
ticamente, notou-se um excesso significativo de tumores no sistema
nervoso, mas apenas em rapazes, que estiveram expostos a campos
magnéticos iguais ou superiores a 0,2 μT.
• De acordo com um estudo realizado em Taiwan, publicado em 1998, foi
concluído que as crianças que vivem em três distritos do norte do país,
próximo de linhas de transporte de energia, apresentam elevados riscos
de contraírem leucemia. Foram detectados 28 casos de leucemia entre
120696 crianças e, além disso, as crianças que vivem em áreas dentro
dos 100 m a partir das linhas aéreas apresentam um risco 2,7 vezes
superior às restantes crianças.
• Num estudo científico publicado em 2003, foi reportado que os filhos de
mães grávidas expostas a campos electromagnéticos emanados de
equipamentos de energia, isto é, a campos de frequência 50 Hz e 60
Hz, terão um risco acrescido de contraírem leucemia.
• Outro estudo científico, publicado em 2005, propõe que a hipótese da
melatonina, na qual os campos magnéticos de 50 Hz e de 60 Hz
funcionam como supressores da produção nocturna de melatonina na
92
glândula pineal, deve ser levada em linha de conta como contribuindo
para o aumento dos riscos das crianças contraírem leucemia.
b) Leucemia em Adultos
• Um estudo conduzido pela Southern California Edison Company, entre
36221 trabalhadores que se encontravam directamente envolvidos com
equipamentos eléctricos, detectou um ligeiro aumento do risco de cancro
em algumas situações, todavia sem significado acima dos níveis
normais.
• Investigadores da Johns Hopkins University e da empresa norte-
americana AT&T, estudaram a ocorrência de leucemias entre os traba-
lhadores expostos a campos electromagnéticos de reduzidíssimas fre-
quências, tendo constatado que, de todos aqueles que exerceram
funções pelo menos durante dois anos e que faleceram entre 1975 e
1980, a 124 deles foi-lhes diagnosticado leucemia como causa de morte.
Foi também concluído que os trabalhadores que estiveram sempre
expostos a campos magnéticos acima do normal, durante toda a sua
carreira laboral, apresentaram uma taxa de incidência de leucemia 2,5
vezes superior à dos outros trabalhadores.
• Um estudo realizado por investigadores franceses e canadianos, numa
população de 223292 trabalhadores de duas grandes empresas indus-
triais canadianas e de uma empresa pública francesa, mostrou que os
trabalhadores que contraíram leucemia pertenciam aos recursos
humanos que se encontravam expostos cumulativamente a campos
magnéticos. Todavia, os resultados globais obtidos não encontraram
qualquer associação positiva entre os casos de cancro estudados e a
exposição a campos electromagnéticos.
• Outro estudo, realizado em 1995 por um grupo da University of North
Carolina, que envolveu 138000 trabalhadores da indústria electrotécnica
americana, no período 1950-1986, não suporta igualmente qualquer
associação positiva entre leucemia e exposição a campos electro-
magnéticos.
93
• Um estudo, também bastante completo, realizado na Suécia, incluiu a
análise da exposição a campos eléctricos e magnéticos em 1015 postos
de trabalho diferentes, e envolveu mais de 1600 pessoas de 169
profissões diferentes. Foi encontrada uma associação positiva entre a
exposição a campos electromagnéticos e a leucemia, tendo igualmente
sido concluído que aumenta o risco de desenvolvimento de tumores
cerebrais em indivíduos do sexo masculino abaixo dos 40 anos, quando
expostos a campos iguais ou superiores a 0,2 μT.
• Um outro estudo, também realizado na Suécia, e que incluiu aproxi-
madamente 400000 pessoas que viveram a 300 m ou menos de linhas
aéreas de transporte de energia pelo menos durante um ano, entre 1960
e 1985, permitiu afirmar que as pessoas expostas a campos magnéticos,
em casa ou no posto de trabalho, apresentavam uma probabilidade de
contrair leucemia 4 vezes superior à das outras pessoas, habitando em
zonas afastadas.
• Um estudo realizado no Canadá, que apresentou como objectivo
analisar a acção cumulativa dos efeitos dos campos eléctricos e dos
campos magnéticos sobre o desenvolvimento de cancros, e cujo grupo
de análise era constituído por trabalhadores electrotécnicos da empresa
Canadian Power Company Ontario Hydro, mostrou haver um risco
acrescido de contracção de leucemia, na medida em que, para os níveis
mais elevados de exposição simultânea a campos eléctricos e magné-
ticos, os valores da OR situavam-se entre 3,51 e 11,2.
Saliente-se que, apesar da maioria dos estudos epidemiológicos dizerem
respeito à associação entre a leucemia e a exposição a campos
magnéticos de reduzidíssima frequência, os efeitos dos campos
eléctricos são igualmente bastante importantes, talvez mesmo ainda
mais, na medida em que, naquele último estudo, assim como noutro
mais recente, realizado nos Estados Unidos em 2000, constatou-se
igualmente que a exposição a campos eléctricos de intensidades entre
10 V/m e 40 V/m aumenta consideravelmente o risco de desenvol-
vimento de leucemia.
94
• Num estudo epidemiológico realizado nos Estados Unidos, entre 1991 e
1996, envolvendo 764 adultos sujeitos à exposição a campos electroma-
gnéticos em locais ocupacionais, e publicado em 2003, os resultados
obtidos permitiram concluir da existência de uma associação muito
ténue entre a exposição a campos electromagnéticos e o aparecimento
de leucemia aguda.
c) Cancro Cerebral O cancro do cérebro, que é o órgão principal do nosso sistema nervoso central,
não é muito frequente, sendo as causas desta doença primariamente desco-
nhecidas, apesar dos factores que estão na origem de outros tipos de cancro,
tais como a exposição a radiações químicas e electromagnéticas, o tabaco, a
alimentação, e o consumo excessivo de álcool, estejam igualmente associadas
ao desenvolvimento deste tipo de cancro.
Vejam-se os resultados dos estudos epidemiológicos relativos à associação
entre o cancro do cérebro e a exposição a campos electromagnéticos:
• Num estudo realizado na Suécia, e publicado em 1994, incidindo sobre
trabalhadores dos caminhos de ferro, concluiu-se haver um aumento
não significativo de leucemias, cancro do cérebro, cancro da glândula
pituitária, e de linfomas.
• Num estudo publicado em 1994, e realizado no Canadá e em França,
tendo incidido em trabalhadores de três grandes empresas do sector
eléctrico produtor, e que incluiu 250 casos de cancro do cérebro,
constatou-se também não haver um aumento significativo da doença em
trabalhadores sujeitos a campos magnéticos mesmo superiores a 3,15
μT.
• Outro estudo, realizado entre trabalhadores de empresas produtoras de
energia eléctrica, estimou que o risco de desenvolvimento de cancro no
cérebro aumenta 1,94 por μT-ano de exposição a campos magnéticos.
• Os resultados de um estudo levado a cabo com a finalidade de reportar
uma possível associação entre o desenvolvimento de cancros cerebrais
em crianças, e a exposição a campos electromagnéticos por parte dos
progenitores durante o ano imediatamente anterior à concepção,
95
encontrou um OR entre 1,12 e 1,31, o que significa que não existe uma
associação positiva significativa.
• Concluiu-se haver uma associação positiva entre a exposição a campos
eléctricos e magnéticos e o desenvolvimento de cancros em trabalha-
dores de empresas produtoras de energia eléctrica.
De um modo geral, com base na grande maioria dos estudos epidemiológicos
efectuados em vários países, não se poderá dizer que existe uma associação
positiva significativa entre o desenvolvimento de cancro cerebral e a exposição
a campos electromagnéticos de frequências reduzidíssimas.
d) Cancro Mamário O cancro da mama, bastante característico dos indivíduos do sexo feminino, é
uma anomalia que se refere ao desenvolvimento e proliferação errática de
células dos tecidos mamários, originando tumores que, na maioria das situa-
ções, degeneram em malignidades.
• Foram reportados casos de ocorrência de cancro da mama, na
Noruega, entre trabalhadores ligados ao sector das indústrias eléctricas.
• De acordo com um estudo realizado na Suécia, incidindo em
trabalhadores dos caminhos de ferro, com idades entre 20 e 64 anos,
concluiu-se que o risco de contrair cancro na mama é bastante elevado
no grupo de indivíduos do sexo masculino sujeito a uma maior e mais
duradoura exposição, caso dos maquinistas e dos técnicos de via.
• Outro estudo epidemiológico sueco, concluiu não haver uma associação
significativa entre o cancro da mama e a exposição a campos electro-
magnéticos gerados nas residências particulares, tendo esta conclusão
sido corroborada por um outro estudo, realizado na Finlândia.
• Num estudo dinamarquês, não foi encontrada qualquer associação
entre a incidência de cancro da mama (96 casos) em indivíduos do sexo
feminino ligados ao sector das indústrias eléctricas, com base no
número insignificante de casos encontrados: dois na gama de
exposições reduzidas (0,1 μT a 0,29 μT), e apenas um na gama das
exposições muito elevadas (> 1,0 μT).
96
• Não existe incremento do risco de desenvolvimento de cancro mamário
em mulheres, devido às exposições dos campos eléctricos e magné-
ticos originados por cobertores eléctricos.
Devido às investigações relativas aos efeitos dos campos electromagnéticos de
reduzidíssima frequência sobre os níveis de melatonina, levantou-se a hipótese
de que a exposição a esses campos poderia ser um risco para o desen-
volvimento deste tipo de carcinoma, com base no facto de que tais exposições
fazem diminuir a produção de melatonina, que é uma hormona protectora
contra determinados tipos de cancro. Contudo, os resultados obtidos a partir
dos estudos epidemiológicos realizados, parecem indiciar que, na prática, a
exposição a campos electromagnéticos não incrementa de forma significativa o
risco de desenvolvimento do cancro da mama, como foi salientado num
trabalho científico tornado público em 2003.
e) Cancro Pulmonar Presentemente, não se encontrou ainda qualquer explicação científica para
justificar a relação entre a exposição a campos electromagnéticos e o desen-
volvimento do cancro do pulmão, tendo essa associação sido analisada em
diversos estudos, que confirmam de facto haver uma associação positiva,
como se discrimina seguidamente:
• A exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência,
não só em locais residenciais mas nos locais de trabalho, conduz a um
excesso de ocorrências de cancro pulmonar.
• A exposição a campos electromagnéticos transitórios de elevada fre-
quência, em instalações de produção e transporte de energia, aumenta
de forma significativa o risco de se contrair cancro do pulmão, como o
demonstra um estudo epidemiológico realizado no Canadá e em França,
que obteve para o OR um valor bastante elevado – 3,1. Outro estudo
realizado igualmente no Canadá concluiu que o aumento do risco,
também para trabalhadores expostos a linhas de transporte de energia,
se situa em 1,84.
• Um interessante estudo realizado pelo Medical Physics Research Centre
da Bristol University, no Reino Unido, concluiu que a exposição a
97
campos magnéticos representa uma possibilidade de aumento de casos
de cancro do pulmão. Esta conclusão baseia-se no facto, demonstrado
nesse estudo, da aptidão que os campos eléctricos gerados por linhas
eléctricas de transporte de energia possuem para atrair e concentrar
átomos de radão, que é um gás radioactivo, na vizinhança dessas
linhas. Por sua vez, quando os átomos de radão são gerados de uma
forma rápida atraem moléculas de água presentes no ar, desenvolvendo
nelas aerosóis ultrafinos, com uma dimensão de 10 nm.
f) Cancro da Pele Este tipo de cancro, infelizmente em rápida expansão, representa já cerca de
metade do universo dos novos tipos de cancro na Europa e nos Estados
Unidos. Apesar de todos os tipos humanos o poderem contrair, os grupos de
maior risco são constituídos por pessoas de pele muito clara, ruivos, louros, e
com olhos claros.
Os estudos epidemiológicos realizados até agora, permitiram constatar da exis-
tência de uma associação francamente positiva entre o desenvolvimento de
cancros de pele e a exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima
frequência, sendo de salientar o estudo realizado pelo grupo citado na alínea
anterior, sediado na Bristol University, e que examinou a incidência de cancros
na pele em pessoas que residem a cerca de 20 m ou menos de linhas de
transporte de energia, em Devon e na Cornualha, tendo concluído haver um
aumento significativo de casos. Além disso, a população alvo desse estudo foi
catalogada em dois grupos, em função da sua proximidade das linhas de trans-
porte – o primeiro grupo compreendia as pessoas que residiam muito próximo
das linhas, por conseguinte sujeitas a elevados níveis de radão, enquanto que
o segundo grupo era constituído pelas restantes pessoas, mais afastadas, e
portanto sujeitas aos níveis mais baixos de radão. Como conclusão, constatou-
-se que o risco inerente às pessoas do primeiro grupo aumentou ainda mais.
g) Cancro da Próstata Este tipo de cancro é bastante comum nos indivíduos do sexo masculino,
sobretudo acima dos 55 anos de idade, uma vez que o risco aumenta com a
idade. As células cancerígenas são primeiramente formadas na próstata,
98
podendo seguidamente transformar-se em metástases que irão afectar outras
partes do corpo, sobretudo os ossos e outras estruturas selectivas.
Um estudo publicado em 1998, envolvendo utilizadores de cobertores eléctri-
cos e camas com colchões de água aquecida, não encontrou qualquer
associação positiva entre a incidência deste tipo de cancro e a exposição,
mesmo por períodos continuados, a campos electromagnéticos de reduzida
energia.
Relativamente aos estudos epidemiológicos realizados com a finalidade de se
estabelecer uma relação entre a exposição a campos electromagnéticos de 50
Hz e de 60 Hz, e a incidência de diversos tipos de cancro em adultos,
sobretudo em locais ocupacionais, existem dois tipos de resultados:
• Não existência de qualquer associação entre exposição e doença,
encontrada nos trabalhadores da empresa americana de produção e
transporte de energia eléctrica Califórnia Edison (1993), nos traba-
lhadores dos caminhos de ferro noruegueses (1994), e em trabalhadores
do sector das indústrias de equipamentos eléctricos na Dinamarca
(1998).
• Existência de uma associação positiva entre o desenvolvimento de
doenças cancerígenas e a exposição não só a campos eléctricos,
encontrada em trabalhadores do sector dos equipamentos eléctricos no
Canadá (1996, 2000), numa amostra populacional igualmente no
Canadá (2002), e em trabalhadores das indústrias eléctricas em França
(1996), mas também a campos magnéticos, em trabalhadores do sector
eléctrico canadianos (1994) e americanos (1995), em áreas residenciais
e ocupacionais (1997), em trabalhadores suecos (1999), em funcionários
dos caminhos de ferro suíços (2001), e em trabalhadores suecos que
operavam com máquinas de soldar (2002).
Todavia, é de salientar que os riscos relativos associados às amostras
populacionais onde se encontrou uma associação positiva entre exposição
e cancro, situam-se em 2,0 para os níveis de exposição mais elevados, e
entre 1,1 e 1,3 para níveis um pouco mais reduzidos. Por conseguinte,
estes valores do factor de risco são insuficientes para se poder afirmar, sem
quaisquer dúvidas, que existe uma forte e inequívoca associação positiva.
99
2.3.3. Estudos Epidemiológicos de Doenças Não Cancerosas Além dos estudos epidemiológicos relevantes associados à incidência de doen-
ças cancerosas, têm igualmente vindo a ser realizados outros estudos não
menos importantes, relativos à associação entre a incidência de doenças não
cancerosas e a exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima fre-
quência, como se discrimina seguidamente.
a) Doença de Alzheimer e Demência Esta doença, descrita pelo médico alemão Alois Alzheimer em 1906, é a mais
comum das doenças da terceira idade, afectando actualmente mais de 20
milhões de pessoas em todo o mundo, com tendência para aumentar devido ao
incremento do número de idosos com mais de 65 anos, sobretudo nos países
desenvolvidos, motivado pelo aumento da esperança média de vida. É uma
doença do foro neurodegenerativo, progressiva e irreversível, afectando áreas
específicas do cérebro normalmente em idosos com mais de 65 anos de idade.
O seu diagnóstico inclui sintomas de demência – perdas de memória e das
funções mentais –, e exclui outras causas como a doença de Parkinson, os
traumas na cabeça, o alcoolismo, e os derrames cerebrais.
Quanto às suas causas, existem diversas possibilidades, incluindo alterações
genéticas indirectas iniciadas e induzidas pela acção de campos electro-
magnéticos, tendo diversos estudos de incidência epidemiológica permitido
chegar às seguintes conclusões:
• Pessoas expostas a campos de elevada intensidade, nos seus locais de
trabalho, como por exemplo os operadores de máquinas de costura,
apresentam um risco de contrair a doença três a cinco vezes mais alto.
• O risco é igualmente elevado em carpinteiros, electricistas, e em
montadores de equipamentos eléctricos e electrónicos, assim como em
operadores de máquinas ferramentas portáteis.
• A exposição a campos electromagnéticos nos locais de trabalho poderá,
possivelmente, influenciar o desenvolvimento de demência.
b) Esclerose A esclerose lateral amiotrófica (amyotrophic lateral sclerosis) é uma doença
neurológica progressiva e fatal. É uma degeneração avançada das células
100
cerebrais que comandam os nervos motores (neurónios motores superiores), e
da espinal medula (neurónios motores inferiores) – quando os neurónios moto-
res superiores deixam de enviar impulsos aos músculos, estes começam a
atrofiar originando fraqueza que se transformará gradualmente em paralisia.
Por outro lado, esta doença não afecta as capacidades intelectuais, a visão, a
audição, o paladar, o cheiro, a actividade sexual, os intestinos, e o aparelho
urinário. Quanto à associação entre o desenvolvimento desta doença e a
exposição a campos electromagnéticos, os poucos estudos realizados indiciam
que, de facto, existe alguma relação directa, sobretudo em pessoas expostas a
esses campos nos seus locais de trabalho – exposição ocupacional.
c) Depressão e Suicídio A depressão é uma doença cada vez mais comum, que pode afectar qualquer
pessoa, indiscriminadamente. Caracteriza-se por um desinteresse pela vida, e
afecta pensamentos, sentidos, saúde física, e a vida privada e profissional,
sendo um factor de risco conducente ao suicídio. Como conclusão dos estudos
realizados, é possível haver uma reduzida associação entre a exposição a
campos electromagnéticos e a depressão, contudo entre a exposição e a
tendência para o suicídio, nada indica que exista qualquer relação, como ficou
patente num estudo epidemiológico realizado numa população de 138905
trabalhadores de empresas americanas do sector eléctrico, e publicado em
2000, tendo outro estudo anterior, publicado em 1996, chegado à mesma
conclusão.
d) Doenças Cardíacas Na prática, parece não existir uma associação positiva entre a exposição a
campos electromagnéticos de reduzidíssimas frequências e anomalias car-
díacas, como se concluiu através de alguns estudos realizados, numa
população de 139000 indivíduos do sexo masculino, trabalhadores em
empresas do sector eléctrico (1999), em 35391 trabalhadores do sexo
masculino da empresa americana Southern Califórnia Edison Company, no
período compreendido entre 1960 e 1992 (2002), e igualmente num grupo de
trabalhadores dinamarqueses do mesmo sector de actividade (2002), tendo
esses estudos tido em conta os níveis de exposição e a sua duração.
101
2.3.4. Estudos Relevantes sobre Terminais de Computador e Outros Electrodomésticos Ao longo dos anos, não só as instituições de investigação mas também os pró-
prios fabricantes têm vindo a realizar estudos intensivos com a finalidade de
determinar quais os riscos para a saúde derivados da exposição aos écrãns
dos monitores (vídeo display terminals VDTs) utilizados nos computadores.
Apesar de serem construídos de acordo com todas as normas de segurança
em vigor, e com a garantia dos próprios fabricantes de que não existem perigos
que coloquem em risco a saúde dos utilizadores, há ainda bastantes dúvidas e
opiniões contrárias.
De facto, existem diversos mecanismos físicos e biofísicos associados à utili-
zação e exposição aos VDTs, tais como dores de cabeça, náuseas, fadiga
ocular, manchas na vista, tensão nos músculos oculares, ardor e irritação nos
olhos. Se bem que as alterações visuais sejam passageiras e não tenham
consequências sérias, quando a vista se encontra bastante cansada diminui o
ritmo de trabalho e podem suceder-se erros. Por outro lado, os utilizadores
intensivos de computadores podem vir a sofrer de dores posicionais no
pescoço e nas costas, assim como no punho que manipula o rato e nos
ombros, sendo estas anomalias classificadas pelos médicos de saúde ocupa-
cional como sendo “danos de esforço repetitivo”, sendo também possível que
surja alguma tensão psicológica. Eis os resultados de diversos estudos epide-
miológicos levados a cabo:
• Não há qualquer relação entre os efeitos dos campos electromagnéticos
emanados dos monitores e doenças oftalmológicas, incluindo cataratas.
• O trabalho feminino com computadores, consequentemente com a utili-
zação, mesmo intensiva, de VDTs, não aumenta o risco de deficiências
nos fetos nem de abortos espontâneos
Quanto à influência dos campos electromagnéticos com origem em electrodo-
mésticos, constata-se o seguinte, com base nos estudos epidemiológicos
realizados:
• Um estudo realizado no Colorado, Estados Unidos, no sentido de inves-
tigar a relação entre a utilização de camas de água aquecidas e de
102
cobertores eléctricos, e o desenvolvimento da gravidez, especialmente o
tempo de gestação, o peso dos recém-nascidos, o desenvolvimento de
anormalidades, e as perdas de fetos por aborto espontâneo, e que
envolveu uma população de 1806 famílias em relação às quais ocorreu
um nascimento, em 1982, em dois hospitais de Denver, permitiu concluir
que a utilização daqueles dois equipamentos durante o tempo de
gravidez poderá causar efeitos adversos na saúde dos fetos.
• Um outro estudo, mais recente, publicado em 1992, e realizado no
Estado de New York, constatou que as progenitoras de fetos defeituosos
não estiveram nem mais nem menos tempo expostas aos campos
electromagnéticos gerados por camas aquecidas, que a generalidade de
outras mães.
• Um estudo desenvolvido na Finlândia e publicado em 1993, realizado
numa população de 443 mulheres saudáveis, voluntárias, que tentaram
engravidar no período 1984-1986, concluiu que não existe qualquer
associação positiva entre o desenvolvimento de abortos espontâneos e
a exposição a campos magnéticos gerados por cobertores eléctricos.
• Outros estudos publicados respectivamente em 2002, 2003 e 2005,
afirmam que os resultados obtidos permitem concluir que o risco total de
defeitos em recém nascidos não se encontra associado com a
exposição dos pais a campos electromagnéticos de 50 Hz.
• Como excepção, existem três estudos, publicados em 2002, que afir-
mam que a exposição intensa a campos electromagnéticos de fre-
quência comercial está associada ao aumento de risco de aborto.
Os estudos epidemiológicos apresentam a vantagem de permitirem a obtenção
de informação valiosa relativamente aos seres humanos, mais do que aquela
que é possível obter através de estudos em células humanas ou em animais.
Todavia, convém salientar que estes últimos estudos têm um carácter estrita-
mente científico, com o objectivo de determinar, por exemplo, quais são os
mecanismos físicos e biológicos da interacção entre a exposição a campos
electromagnéticos e o desenvolvimento de determinadas doenças, enquanto
que os primeiros são estudos essencialmente estatísticos, mas que permitem
avaliar da existência ou não daquela interacção, através do processamento dos
103
dados obtidos por amostragem. Considerando todas as evidências acerca dos
efeitos nocivos da exposição a campos electromagnéticos, obtidas através dos
estudos epidemiológicos, parece não haver uma ligação sólida com o desen-
volvimento de cancro e outras anomalias, que possam satisfazer as dúvidas
que se levantam na opinião pública se, de facto, existem ou não efeitos nocivos
para os sistemas biofísicos.
Todavia, na medida em que as evidências mostram haver algumas situações
fora do que é normal e esperado, a atitude correcta a adoptar consistirá em
admitir a existência de riscos possíveis. Adicionalmente, apesar de não haver
bases científicas teóricas e experimentais que, de uma forma concisa e
consistente, possam justificar essa existência de riscos, o carácter penetrante
dos campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência em relação ao
ambiente que nos rodeia e a nós próprios, fará igualmente com que aquela
atitude passe por não ignorar não só a existência desses campos mas também
a mais remota das sugestões de risco para a saúde humana.
Ou seja, deverá estar sempre presente a seguinte questão: “Poderão os
campos eléctricos e magnéticos gerados por toda a panóplia de equipamentos
utilizados na produção, transporte, distribuição e utilização de energia eléctrica,
desde os grandes geradores das centrais até às utilitárias máquinas de barbear
e escovas eléctricas de lavagem dos dentes, causar problemas de saúde?”
2.4. NORMAS DE SEGURANÇA E REGULAMENTAÇÃO De acordo com o espectro de frequências, existem dois tipos de campos
electromagnéticos, classificados em função da gama de frequências. O
primeiro tipo compreende as frequências extremamente reduzidas, situadas
entre 0 (corrente contínua) e 3 kHz, e é designado usualmente na literatura
técnica de expressão anglófona por ELF field, isto é, Extremely Low Frequency
field. Quanto ao segundo tipo, compreende as frequências reduzidas, situadas
entre 3 kHz e 30 kHz, e é comummente denominapo de VLF field, ou seja, Very
Low Frequency field.
Neste nível de frequências, o campo eléctrico e o campo magnético podem-se
manifestar em simultâneo ou então separadamente, como se ilustra nos
seguintes exemplos, tendo em atenção que o vector intensidade do campo
eléctrico se encontra associado à tensão eléctrica, enquanto que o vector
104
intensidade do campo magnético está directamente relacionado com a inten-
sidade da corrente eléctrica e com os materiais magnéticos:
• No caso de uma catenária em tracção eléctrica ferroviária, se se
encontrar sob uma tensão de 25 kV, mas em vazio, isto é, sem corrente
eléctrica a circular, nas suas imediações existirá unicamente campo
eléctrico.
• Na presença de uma máquina eléctrica a funcionar em vazio, isto é,
praticamente sem corrente eléctrica, tem-se apenas, na sua vizinhança,
um campo magnético, devido à influência do fluxo magnético gerado no
seu circuito ferromagnético.
• Nas imediações de um magneto permanente, uma vez que não existe
corrente eléctrica, tem-se igualmente apenas a influência de um campo
magnético.
• Na vizinhança de linhas áreas de alta tensão, por exemplo a 400 kV, em
que os seus cabos se encontram em carga, isto é, percorridos por
correntes eléctricas, por exemplo 1500 A, existe a influência simultânea
de um campo eléctrico e de um campo magnético. O mesmo sucede
com os condutores em instalações eléctricas de baixa tensão.
Por conseguinte, o ser humano encontra-se quase permanentemente exposto
à influência de campos electromagnéticos, devidos não só aos próprios electro-
domésticos existentes nas zonas residenciais mas também às linhas de
transporte de energia em alta e muito alta tensão. Nesta última situação,
sucede que, por um lado, os campos eléctricos apresentam uma intensidade
reduzida, mas, por outro, devido às elevadas intensidades de corrente, os
campos magnéticos são já significativos. Adicionalmente, se bem que os
campos eléctrico e magnético se possam manifestar em simultâneo, os
potenciais efeitos nefastos para os tecidos biológicos encontram-se bastante
mais relacionados com a exposição aos campos magnéticos que aos campos
eléctricos, daí que, na prática, a atenção esteja muito mais concentrada para a
influência associada aos campos magnéticos. Esta situação deve-se a que a
blindagem aos campos magnéticos seja difícil de obter, e à sua facilidade em
penetrarem facilmente nos tecidos biológicos e no interior de edifícios e
105
habitações, contrariamente aos campos eléctricos, que apresentam uma
elevada dificuldade de penetração na pele humana.
Uma norma de segurança é um documento normalmente elaborado por um
grupo de reconhecidos especialistas na área, oriundos não só do tecido
industrial mas também do sector académico, com investigação desenvolvida e
reconhecida na área de elaboração dessa norma. Esse documento deverá
explicitar, relativamente ao assunto a que diz respeito, determinados níveis,
designados por níveis de segurança, que têm como objectivo assinalar que, por
exemplo, acima desses níveis existe risco para a saúde humana. É o caso da
exposição a campos electromagnéticos, em que as normas, os regulamentos, e
as linhas orientadores de segurança indicam os níveis máximos de exposição,
acima dos quais poderão ocorrer riscos para a saúde. Como tal, a elaboração
deste tipo de documentação pressupõe os seguintes passos:
• Identificação dos perigos.
• Leitura e análise sistemática e exaustiva de toda a documentação cien-
tífica existente.
• Selecção do nível de exposição mais adequado, abaixo do qual o meio
envolvente se poderá considerar seguro, isto é, isento dos perigos iden-
tificados.
No caso da exposição a campos electromagnéticos, note-se que o nível
máximo de exposição representa não uma linha exacta de separação entre
perigo e segurança, mas sim um possível risco para a saúde humana, que é
tanto mais elevado quanto maior for o afastamento por excesso em relação
àquele nível. Saliente-se que as incertezas e indefinições inerentes à activi-
dade das agências de normalização para conseguirem, de uma forma o mais
consensual e segura possível, definir os níveis máximos de exposição mais
aconselháveis em locais ocupacionais (locais de trabalho) e em locais
residenciais, têm sido devidas à ausência de mecanismos de interacção,
reconhecidos cientificamente, entre saúde humana e campos electro-
magnéticos. Por conseguinte, atendendo a que não existe uma linha exacta de
separação entre risco e segurança, é usual na prática associar os níveis
máximos de exposição recomendados, a um factor de segurança, também
designado por factor de incerteza.
106
Os primeiros regulamentos foram elaborados na União Soviética, em 1975,
contudo a norma que conseguiu reunir um consenso mais alargado foi
composta pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), em 1991,
norma essa aprovada em 1992 pelo American National Standards Institute
(ANSI), com a referência ANSI C95.1-1992.
Esta norma de segurança recomenda que a exposição média para cada
período de seis minutos e para cada secção do corpo humano não deverá
exceder 0,614 kV/m para campos eléctricos e 163 A/m (205 μT) para campos
magnéticos.
O objectivo destes níveis consiste em manter as intensidades das correntes
induzidas no corpo humano bastante inferiores ao valor mais baixo
correspondente à corrente de excitação das células electricamente excitáveis.
Além desta norma, outras instituições de outros países têm vindo a trabalhar,
há já bastante tempo, no sentido de estabelecerem a sua própria regulamen-
tação de segurança.
É o caso da Austrália, através do Australian Radiation Laboratory (ARL) e do
National Health and Medical Research Council (NH & MRC), do Canadá, da
Commonwealth of Massachusetts, da República Federal Alemã (FRG), da
North Atlantic Treaty Organization (NATO), da United States Air Force (USAF),
e da União Soviética (USSR).
No quadro 2.2, para todos estes regulamentos, mostram-se os níveis de
segurança relativos à exposição a campos magnéticos em áreas ocupacionais
(locais de trabalho) e em áreas públicas, indicando-se, dentro de parêntesis, as
datas de publicação e entrada em vigor dos regulamentos de segurança
discriminados.
Como se constata, ao observar-se este quadro, os valores diferem
significativamente de país para país – por exemplo, 1760 µT na União Soviética
contra apenas 1,99 µT no Massachusetts, nos Estados Unidos –, devendo-se
essas disparidades exactamente à situação de não existir ainda uma
justificação científica universalmente comprovada e aceite no que respeita aos
mecanismos de interacção entre os campos electromagnéticos e os sistemas
biofísicos. Contudo, a maioria da regulamentação existente foi elaborada com
base no que é actualmente reconhecido como válido cientificamente, no que
respeita a esses mecanismos de interacção.
107
Instituição / País Níveis de exposição (μT)
Locais ocupacionais
Locais públicos
ANSI/IEEE (1992/1991) 205 205
Austrália: NH & MRC (1989) 500 100
Canadá (1989) 5,01 2,26
Com. of Massachusetts (1986) 1,99 -----
FRG (1986) 314 314
NATO (1979) 3,27 -----
USAF (1987) 1,99 1,99
USSR (1985) 1760 -----
Quadro 2.2 – Normas de segurança e limites de exposição para campos magnéticos,
adoptados por diferentes organismos e países.
Além dos organismos referidos anteriormente, outros mais têm vindo a encarar
a elaboração de regulamentação nesta área, como é o caso da American
Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), do National
Radiological Protection Board (NRPB) no Reino Unido, da International
Commission on Nonionizing Radiation Protection (ICNIRP), do Swedish
Radiation Protection Institute, da Health Canada, e da Australian Radiation
Protection and Nuclear Safety Agency (ARPANSA), mostrando-se no quadro
2.3 diversos valores de níveis máximos recomendados para o campo magné-
tico, em locais públicos e ocupacionais.
2.4.1. Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE Como se referiu anteriormente, o Institute of Electrical and Electronic Engineers
(IEEE), estabeleceu uma norma em 1991, norma essa aprovada em 1992 pelo
American National Standards Institute (ANSI), com a referência ANSI C95.1-
-1992.
Esta norma de segurança recomenda que a exposição média para cada
período de seis minutos e para cada secção do corpo humano não deverá
exceder 0,614 kV/m para campos eléctricos e 163 A/m (205 μT) para campos
magnéticos. O objectivo destes níveis consiste em manter as intensidades das
correntes induzidas no corpo humano bastante inferiores ao valor mais baixo
correspondente à corrente de excitação das células electricamente excitáveis.
108
Ano: Norma Limites de exposição
1992/1991: ANSI/ IEEE 205 μT ----------
1993: NRPB 1600 μT a 50 Hz 1330 μT a 60 Hz
----------
1998: ICNIRP 83,3 μT em locais públicos
420 μT em locais ocupacionais
1999: Suécia em terminais de computador
ELF (5 Hz – 2 kHz): ≤ 0,2 μT
VLF (2 kHz – 400 kHz): ≤ 0,025 μT
----------
1999: Safety Code 6 (USA) 2,75 μT em locais públicos
6,15 μT em locais ocupacionais
2002: ARPANSA 3 kHz – 100 kHz: 6,1 μT em locais públicos
3 kHz – 100 kHz: 31,4 μT em locais ocupacionais
Quadro 2.3 – Normas de segurança e limites de exposição para campos magnéticos,
adoptados por diferentes organismos.
2.4.2. National Radiological Protection Board NRPB Este organismo britânico estabeleceu recomendações acerca dos níveis
máximos do campo eléctrico e do campo magnético, para as frequências de 50
Hz e de 60 Hz, sem distinção entre locais ocupacionais e locais públicos em
geral, como se mostra no quadro 2.4. Os níveis aconselhados foram esta-
belecidos com base nas correntes induzidas no corpo humano, de elevadas
intensidades, não sendo relevantes para as preocupações da opinião pública
relativamente ao desenvolvimento de doenças cancerígenas e outras
anomalias de saúde. As limitações impostas resumem-se a uma densidade de
corrente de 10 mA/m2 induzida na cabeça e no tronco.
Gama de frequências Campo eléctrico (kV/m)
Campo magnético (µT)
50 Hz 12 1600
60 Hz 10 1330
Quadro 2.4 – Limites de exposição para campos eléctricos e campos magnéticos,
recomendados pela regulamentação do NRPB.
109
2.4.3. International Commission on Nonionizing Radiation Protection ICNIRP Em 1989, o International Radiation Protection Association (IRPA) aprovou,
interinamente, as linhas de conduta relativas à exposição a campos electro-
magnéticos de reduzidíssima frequência, preparadas pela sua International
Commission on Nonionizing Radiation Protection (ICNIRP), estando os limites
recomendados expostos no quadro 2.5, para a frequência de 50 Hz.
Exposição Campo eléctrico (kV/m)
Campo magnético (µT)
Locais ocupacionais
Dia inteiro 10 0,5
Período curto (2 horas/dia) 30 5
Membros (braços/pernas) ----- 25
Locais públicos
Dia inteiro 5 0,1
Poucas horas diárias 10 1
Quadro 2.5 – Limites de exposição para campos eléctricos e campos magnéticos,
a 50 Hz, recomendados pelos organismos internacionais IRPA/ICNIRP.
Saliente-se que estas recomendações resultaram de um trabalho de
cooperação com a World Health Organization (WHO), assim como com o
United Nations Environment Program (UNEP), sendo o seu objectivo a
prevenção das correntes eléctricas induzidas nas células, assim como a
estimulação nervosa, que é sabido ocorrerem com níveis de campos eléctricos
e magnéticos tipicamente superiores aos que se verificam em áreas
residenciais e ocupacionais.
É de notar que os limites apresentados foram estipulados unicamente para se
evitarem riscos imediatos, não tendo sido considerados os riscos inerentes a
exposições prolongadas, mesmo de nível reduzido, daí que, em Abril de 1998,
o ICNIRP reviu as suas normas, passando a recomendar, para locais públicos
em geral, um limite de 100 μT para 50 Hz, e 84 μT para 60 Hz, enquanto que,
para os locais ocupacionais, os limites passaram a ser de 500 μT a 50 Hz e
420 μT a 60 Hz. Por sua vez, as normas australianas adoptaram as linhas de
conduta do ICNIRP, sendo de 0,5 μT o limite para locais ocupacionais, para
110
uma exposição de 8 horas, e acima de 5 μT para 2 horas de exposição. Para
outros locais, o limite recomendado é de 0,1 μT.
2.4.4. Normas Suecas A Suécia tem sido um dos líderes no estudo e desenvolvimento de regula-
mentação respeitante à ergonomia visual e às emissões de campos electro-
magnéticos em relação aos monitores de computadores (VDTs). A Direcção
Nacional para a Saúde e Segurança Ocupacional e o Instituto Sueco de
Protecção contra Radiações, MPR – Mät-och Provningsrådet –, foram encarre-
gues da tarefa de investigar a necessidade da existência de regulamentação e
das consequências da introdução de ensaios obrigatórios de VDTs, tendo sido
introduzidos em 1987, de forma não obrigatória, procedimentos de ensaios. O
método imposto, designado por MPR-I, especificava um máximo de 0,05 µT
para campos magnéticos de muito baixa frequência, na gama entre 1 kHz e
400 kHz, a 50 cm de afastamento directo dos ecrãs.
Todavia, como esse método foi considerado como sendo embaraçoso e difícil
de avaliar, em Julho de 1991 foi criado um novo método, designado por
MPR-II, que especifica níveis máximos inferiores a 0,25 µT para as emissões
provenientes de campos magnéticos de reduzidíssima frequência na banda de
5 Hz a 2 kHz (banda 1), e máximos inferiores a 0,025 µT para as emissões de
campos magnéticos de muito baixa frequência na banda de 2 kHz a 400 kHz
(banda 2).
Este método engloba igualmente normativas relativas à ergonomia visual
(focagem, distorção de caracteres, tremura do ecrã), emissão de raios X,
potencial electrostático, descargas electrostáticas, e campos eléctricos sinu-
soidais.
Adicionalmente, a Confederação Sueca de Trabalhadores TCO, que representa
mais de um milhão de empregados, considera que deveriam ser adoptados
limites mais restritivos, da ordem de 0,2 µT para as emissões de campos
magnéticos extremamente reduzidos, a 30 cm da parte da frente dos ecrãs e a
50 cm das restantes estrutura dos monitores, sendo a justificação baseada no
facto de que níveis superiores a esse valor poderiam estar associados ao
aumento do risco de cancro, assim como de que os utilizadores de compu-
111
tadores normalmente têm a sua cabeça, mãos e tórax a menos de 50 cm de
distância. Note-se que as normas TCO mais recentes incluem também linhas
de conduta relativas a consumos de energia, iluminância, tremura do ecrã, e
utilização do teclado. Em termos resumidos, no quadro 2.6 expõem-se os
limites recomendados pelo MPR-II assim como pelo TCO, não só no que
respeita a campos eléctricos mas também a campos magnéticos.
Gama de frequências MPR-II TCO
Campos eléctricos
Campos estacionários ± 500 V ± 500 V
ELF (5 Hz – 2 kHz) ≤ 25 V/m ≤ 10 V/m
VLF (2 kHz – 400 kHz) ≤ 2,5 V/m ≤ 1 V/m
Superiores a 400 kHz ----- -----
Campos magnéticos
ELF (5 Hz – 2 kHz) ≤ 0,25 µT ≤ 0,2 µT
VLF (2 kHz – 400 kHz) ≤ 0,025 µT ≤ 0,025 µT
Superiores a 400 kHz ----- ----- ELF – campos eléctricos e campos magnéticos de reduzidíssima frequência
VLF – campos eléctricos e magnéticos de muito baixa frequência
Quadro 2.6 – Normas de segurança e limites de exposição para campos eléctricos
e campos magnéticos, utilizados na Suécia.
É de salientar que alguns especialistas questionam a validade do limite de
0,025 µT para as emissões de campos magnéticos de muito baixa frequência,
justificando a sua posição no facto de que estes campos contêm muito mais
energia que as emissões de campos magnéticos de reduzidíssima frequência.
Esses especialistas mostram que, se os níveis de indução são utilizados para
medir a quantidade de energia da radiação, então o nível de 0,25 µT para
campos de reduzidíssima frequência corresponde a um nível de 0,001 µT para
campos de muito baixa frequência.
2.4.5. Normas Alemãs De acordo com a Lei Federal de Controlo da Poluição, os limites para os
campos eléctricos e magnéticos para sistemas de transporte de energia
eléctrica de tensão igual ou superior a 1000 V, são respectivamente 5 kV/m e
112
100 μT, para a frequência de 50 Hz, e 10 kV/m e 300 μT para a frequência de
16 2/3 Hz, utilizada nas linhas ferroviárias electrificadas. Em determinadas
circunstâncias, especificadas nas normas, os limites para as densidades de
fluxo podem ser excedidos em 100 % em períodos de curta duração, o mesmo
sucedendo no que respeita aos limites dos campos eléctricos dentro de áreas
reduzidas.
2.4.6. American Conference of Governmental Industrial Hygienists ACGIH Nos Estados Unidos não existem ainda normas governamentais sobre a
exposição a campos eléctricos e magnéticos, contudo, alguns estados têm as
suas próprias linhas de conduta relativamente aos níveis de exposição a
campos eléctricos nos terrenos circundantes de linhas aéreas de transporte de
energia, a 60 Hz, em relação aos quais os proprietários dessas linhas aéreas
têm garantia de direitos de construção não só de linhas mas também de
centrais e de subestações (terrenos concessionados, designados como rights-
of-way ROW na literatura técnica americana).
Por outro lado, somente os estados de New York e da Florida fixaram os níveis
máximos para exposição a campos magnéticos entre 15 μT e 25 μT, nos
limites daqueles terrenos concessionados (edge of ROW), mostrando-se os
níveis adoptados nos quadros 2.7 e 2.8.
Estas recomendações tiveram como objectivo assegurar que as futuras linhas
de transporte de energia não excederiam esses limites. Quanto aos restantes
estados têm sido relutantes em estabelecer limites devido às incertezas
inerentes a esses próprios limites.
Um organismo independente norte-americano, a American Conference of
Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), recomenda um limite de 614 V/m
para exposição a campos eléctricos nos locais ocupacionais, para uma gama
de frequências situada entre 30 kHz e 3000 kHz, e 205 μT para campos
magnéticos entre 30 kHz e 100 kHz.
Como complemento, expõe-se no quadro 2.9 os limites recomendados por
esse organismo, para campos eléctricos e magnéticos a 60 Hz, em locais
ocupacionais, sendo de destacar a preocupação com a saúde de trabalhadores
com pacemakers cardíacos.
113
Estados Campo eléctrico (kV/m)
ROW Edge of ROW
Florida 8 (1) 10 (2)
2
Minnesota 8 -----
Montana 7 (3) 1
New Jersey ----- 3
New York 11,8 11 (4)
7 (3)
1,6
Oregon 9 -----
(1) – para linhas aéreas em duplo circuito (69 – 230 kV) (2) – para linhas aéreas com um único circuito (500 kV)
(3) – limite máximo para passagens aéreas superiores sobre as linhas (4) – para linhas de 500 kV, em determinados ROW
Quadro 2.7 – Limites de exposição para campos eléctricos, utilizados em alguns
estados dos Estados Unidos.
Estados Campo magnético (edge of ROW) (µT)
Florida 15 (1)
20 (2)
25 (3)
New York 20 (4)
(1) – para linhas aéreas em duplo circuito (69 – 230 kV) (2) – para linhas aéreas com um único circuito (500 kV)
(3) – para linhas de 500 kV, em determinados ROW (4) – para linhas de tensão superior a 230 kV
Quadro 2.8 – Limites de exposição para campos magnéticos, utilizados
nos estados da Florida e de New York.
Frequência de 60 Hz Campo eléctrico (kV/m)
Campo magnético (µT)
Limites máximos 25 1
Trabalhadores com pacemakers
≤ 1 0,1
Quadro 2.9 – Limites de exposição para campos eléctricos e campos magnéticos,
nos locais ocupacionais, recomendados
pelo organismo americano ACGIH.
114
2.4.7. Restrições A maioria dos limites expostos nas normas, recomendações, e linhas de orien-
tação atrás apresentados são baseados nos mecanismos de interacção, já
estudados e reconhecidos cientificamente, entre os campos electromagnéticos
ELF e VLF e os tecidos biológicos, tendo os efeitos observados correspondido
à excitação de nervos e músculos, induzida por campos electromagnéticos.
Até à data, a restrição básica associada aos limites de exposição recomen-
dados como seguros tem sido especificada em termos dos valores respeitantes
às densidades de corrente induzidas como sendo a grandeza principal de
aferição da interacção entre os campos electromagnéticos e o corpo humano,
muito mais que os valores da intensidade dos campos eléctricos internos.
Este critério tem como fundamento o facto de se conseguir avaliar muito mais
facilmente as densidades de corrente que as intensidades dos campos
eléctricos. Todavia, alguns investigadores sugerem que devem ser os valores
das intensidades dos campos eléctricos internos a utilizar como factor restritivo
em futuras regulamentações a elaborar.
Note-se que os campos eléctricos internos, sejam estacionários ou variáveis no
tempo, originam a circulação de correntes nos tecidos, enquanto que, com a
exposição a campos magnéticos têm-se duas situações distintas: se os
campos forem estacionários, não haverá correntes induzidas, contudo se os
campos forem variáveis no tempo, então existirão essas correntes. Adicio-
nalmente, quer os campos eléctricos quer os campos magnéticos, sejam eles
estacionários ou variáveis no tempo, interagem directamente com os sistemas
eléctricos biológicos, como sucede com o cérebro, o coração, o sistema
nervoso, e os músculos.
Um aspecto interessante e actual, que tem vindo a atrair a atenção do público e
dos meios de comunicação social, diz respeito à exposição a linhas aéreas de
transporte de energia eléctrica, com a especulação habitual criada e
alimentada por quem desconhece inteiramente toda a problemática científica
da interacção entre campos eléctricos e magnéticos e os tecidos biológicos.
Como tal, no sentido de desmistificar todas as situações criadas, sem colocar
em causa os potenciais riscos inerentes à exposição a campos electro-
magnéticos, apresentam-se seguidamente alguns factos concretos:
115
• A intensidade dos campos eléctricos internos é extremamente mais
reduzida, na ordem de 3 x 10-8 como se demonstrou nos nossos dois
livros anteriores, em relação à intensidade dos campos eléctricos
gerados directamente pelas linhas, daí que a sua influência, a curtas
distâncias das linhas, se possa considerar praticamente nula.
• Na vizinhança muito próxima das linhas, a densidade de fluxo pode
atingir 10 μT para linhas de 380 kV e 30 μT para linhas de 765 kV, e 40
μT junto a subestações e centrais eléctricas. Em termos comparativos, é
possível encontrar valores da ordem de 130000 μT em locais ocupa-
cionais, e 60 μT nos assentos de carruagens em comboios eléctricos.
• É possível encontrar densidades de fluxo de 24 μT em ROW de linhas
aéreas, e valores bastante mais elevados, superiores a 100 μT, nos
corredores situados no solo imediatamente acima de cabos enterrados.
• Todavia, como a propagação das ondas electromagnéticas é bastante
mais atenuada através do solo, a 30 m de linhas aéreas de alta tensão
podem-se encontrar valores de 4 μT, e de 1 μT ou menos de cabos
subterrâneos.
• Apesar dos cabos representarem-se um risco potencial muito inferior ao
das linhas aéreas, em zonas um pouco afastadas, não representa uma
boa solução alternativa. Ou seja, atendendo à diferença de custos – 2:1
a 11 kV e 20:1 ou mais para 400 kV – é preferível escolher convenien-
temente o traçado das linhas aéreas.
116
CAPÍTULO 3. RADIAÇÃO DE RÁDIO-FREQUÊNCIA
3.1. FONTES DE RADIAÇÃO DE RÁDIO-FREQUÊNCIA 3.1.1. Definições e Conceitos A rádio teve início, em termos práticos, em 1909, quando o físico e empresário
italiano Guglielmo Marconi (1874-1937) deu utilização às invenções e inova-
ções dos seus predecessores, Heinrich Hertz e Nikola Tesla, ao enviar o
primeiro sinal sem fios através do Atlântico Norte, entre Poldhu (Cornualha,
Reino Unido) e St. John, na Terra Nova, Canadá.
Desde então, a rádio, como passou a ser conhecida a telegrafia sem fios,
tornou-se uma componente essencial da vida quotidiana, representando um
dos maiores negócios da actual economia global, como se pode constatar com
a dramática expansão dos telefones celulares.
O termo rádio-frequência (RF) refere-se a uma corrente alternada que, se for
fornecida por uma antena, gera campos electromagnéticos, campos esses
adequados para serem utilizados em comunicações sem fios, rádio, televisão,
e outras aplicações industriais, científicas e médicas. A rádio-frequência cobre
uma zona muito importante e significativa do espectro de radiação electro-
magnética, estendendo-se de poucos kilohertzs, dentro da gama de audição
humana, até aos milhares de gigahertz.
De acordo com a definição do Institute of Electrical and Electronic Engineers
(IEEE), a radiação de rádio-frequência (na terminologia normalizada anglo-
-saxónica, radio frequency radiation RFR) é uma banda do espectro
electromagnético que abrange uma gama de frequências entre 3 kHz e 300
GHz. Por outro lado, a radiação de microondas (microwave MW) é usualmente
considerada como um subconjunto da RFR, apesar de, em definições
alternativas, se considerar a RF e as MW como duas regiões espectrais
separadas. Note-se que as microondas ocupam a região espectral entre 300
GHz e 300 MHz, enquanto que a rádio-frequência se estende entre 300 MHz e
3 kHz. Atendendo a que possuem características similares, a RF e as MW
serão designadas apenas como sendo a RFR, ao longo deste capítulo.
No quadro 3.1 expõem-se as aplicações e as gamas de frequências da RFR.
117
Aplicações Gama de frequências
Radiação de rádio-frequência RFR 3 kHz – 300 GHz
Gerais
Rádio AM (modulação de amplitude) 535 – 1705 kHz
Rádio FM (modulação de frequência) 88 – 108 MHz
Canais de TV 54 – 88 / 174 – 220 MHz
Televisão UHF 470 – 806 MHz
Pagers comerciais 35, 43, 152, 158, 454, 931 MHz
Rádio-amadorismo 10,1 – 10,15 / 14 – 14,35 / 18,068 – 18,168 / 21,0 – 21,45/ 24,89 – 24,99 / 28,0 – 29,7 MHz
Sistemas celulares
NMT 450 453 – 457,5 / 463 – 467,5 MHz
NMT 900 890 – 915 / 935 – 960 MHz
AMPS 825 – 845 / 870 – 890 MHz
TACS 890 – 915 / 935 – 960 MHz
ETACS 872 – 905 / 917 – 950 MHz
GSM 900 890 – 915 / 935 – 960 MHz
DCS 1800 1710 – 1785 / 1805 – 1880 MHz
Sistemas sem fios (rede telefónica fixa)
CT-2 864 – 868 MHz
DECT 1880 – 1900 MHz
PHS 1895 – 1918 MHz
PACS 1910 – 1930 MHz
PCS 1850 – 1990 MHz
Industriais, científicas, e médicas
ISM 433, 915, 2450 MHz
Aquecimento por RF 13,56; 27,12; 40,68; 100 MHz
Fornos microondas 2450 MHz
Quadro 3.1 – Aplicações e gamas de frequências da RFR.
A RFR é descrita como sendo uma série de ondas de energia electromagnética
constituídas por campos eléctricos e magnéticos oscilatórios, que se propagam
através do espaço à velocidade da luz c = 3 x 108 m/s, e que não carecem de
um meio material para que se verifique a transmissão. Note-se que a
velocidade de propagação destas ondas é atenuada em meios como o ar, a
118
água, o vidro, e os tecidos biológicos, e radiam a partir da sua fonte de
transmissão em “pacotes” de energia que combinam as características de
ondas e de partículas. Por outro lado, são reflectidas, refractadas ou
absorvidas pelos seus receptores ou por qualquer outro objecto que se
encontre na sua trajectória.
As aplicações da energia de rádio-frequência RF incluem os seguintes campos
de aplicação e equipamentos:
• Estações de rádio e televisão.
• Comunicações via rádio em microondas ponto-a-ponto, comunicações
móveis de rádio (walky talks) e celulares, pagers, comunicações rádio
navios-terra.
• Rádio amadorismo, e rádio na banda do cidadão.
• Navegação aérea e marítima, e radar – militar e civil para vigilância e
indicação de rotas, controlo do espaço aéreo, controlo do tráfego
rodoviário, vigilância meteorológica e predição do clima.
• Processamento e confecção culinária, fornos de RF, soldadura a alta
frequência, equipamentos de secagem a microondas, fornos micro-
ondas.
• Amplificadores de potência utilizados em compatibilidade electroma-
gnética e em metrologia.
Saliente-se que os consumidores utilizam muitos dos equipamentos e aplica-
ções discriminadas, mais ou menos consoante o seu bem-estar pessoal, social
e económico, contudo a questão dos riscos inerentes à exposição a radiações
de rádio-frequência, como sucede de maneira similar com os riscos associados
à exposição a campos eléctricos e magnéticos de frequência reduzidíssima,
como se analisou pormenorizadamente no capítulo anterior, é um assunto de
extrema importância, que diz respeito a todos, indiferenciadamente.
3.1.2. Elementos de um Sistema de RFR A radiação de rádio-frequência RFR é emitida a partir de três elementos
básicos, de qualquer sistema sem fios – gerador, trajecto da transmissão, e
antena –, como se esquematiza na figura 3.1.
119
Figura 3.1 – Elementos básicos de um sistema de transmissão sem fios.
a) Geradores Estes geradores, também designados por fontes de RF, convertem potência
eléctrica em radiação, utilizando determinadas tecnologias tais como os oscila-
dores ou os magnetrões. As necessidades de radiação do sistema determinam
o tipo de gerador ou fonte, sendo a potência de saída, o rendimento, a
dimensão, a largura de banda, a frequência, e a técnica de modulação os
parâmetros mais importantes de dimensionamento.
O oscilador representa a fonte mais básica de RF, e consiste num circuito
ressonante usualmente equipado com andares de amplificação e circuitos de
retroacção. Operam pelo princípio da modulação da velocidade e da corrente, e
o seu princípio de funcionamento consiste na injecção de uma corrente de
electrões num tubo de vácuo para, de uma forma alternada, acelerarem ou
retardarem essa corrente de electrões, consoante a frequência de saída
desejada.
Quanto ao magnetrão, é um gerador de pequena dimensão que comporta um
tubo de vácuo e cavidades de ressonância. Não requer um oscilador, e os
electrões deslocam-se do cátodo para o ânodo, através dessas cavidades,
induzindo correntes com as frequências pretendidas para a radiação.
b) Linhas de Transmissão O objectivo destas linhas consiste em guiar a energia, através das ondas ele-
ctromagnéticas geradas na fonte, até às antenas de recepção e de propa-
gação. Essa transmissão é conseguida através dos seguintes meios:
• Linhas com Dois Condutores. Estas linhas, constituídas por dois com-
dutores com a mesma secção, instalados no mesmo cabo, são uma das
120
tecnologias mais antigas utilizadas em canais de comunicação, sendo
essencialmente aplicadas em redes telefónicas que operam em
frequências que não ultrapassam 100 MHz. Atendendo a que existe uma
ligação indutiva e capacitiva entre os vários condutores do mesmo cabo,
em termos de cálculo e análise, estas linhas são caracterizadas, como
se esquematiza na figura 3.2, através dos seus parâmetros distribuídos
R – resistência por unidade de comprimento, L – indutância por unidade
de comprimento, G – condutância por unidade de comprimento, e C –
capacidade por unidade de comprimento. Quanto mais próximos
estiverem os cabos entre si, mais elevadas serão aquelas ligações
indutivas e capacitivas, tendo como consequência o aparecimento de
conversações telefónicas cruzadas. Saliente-se que ambos os condu-
tores são entrançados, com o duplo objectivo de diminuir a emissão de
campos electromagnéticos, assim como de atenuar as interferências por
parte de campos eléctricos e magnéticos exteriores.
Figura 3.2 – Linha de transmissão com dois condutores,
e parâmetros distribuídos.
• Cabos Coaxiais. Estes cabos representam o modo mais comum para
as linhas de transmissão de alta frequência. Os dois condutores neces-
sários para a transmissão da energia são, respectivamente, o condutor
central e a baínha metálica condutora, estando isolados entre si através
de um material dieléctrico, normalmente o polietileno, como se mostra
esquematicamente na figura 3.3. Estes cabos são adequados para
transmissões de longa distância com um número elevado de dados, e
121
apresentam uma baixa atenuação dos sinais e uma elevada imunidade
às interferências exteriores de campos eléctricos e magnéticos.
Figura 3.3 – Constituição de um cabo coaxial de transmissão de dados.
• Guias de Onda. Estes componentes metálicos, normalmente ocos,
como se mostra na figura 3.4, podem apresentar formas rectangulares
ou tubulares, sendo utilizados para a transferência de sinais de frequên-
cias muito elevadas, superiores a 2 GHz. Estes guias de onda
apresentam perdas muito reduzidas, o que significa que as ondas ao
percorrê-los não apresentam praticamente atenuação. Além disso,
podem ser agrupados em pares, sem que percam contacto com as res-
pectivas ondas, e sem gerarem reflexões.
Figura 3.4 – Guias de onda, de forma rectangular (a),
e de forma tubular (b).
c) Antenas Como se viu anteriormente, a antena é o último componente de um sistema de
transmissão sem fios, sendo uma estrutura que tem como funções assegurar a
transição de uma onda electromagnética guiada, proveniente de uma linha de
122
transmissão, para uma onda electromagnética que se irá propagar no espaço,
podendo igualmente ser utilizadas como transdutores de sinal de linhas de
transmissão, para o meio envolvente. As antenas são equipamentos
recíprocos, isto é, funcionam nos dois sentidos, como emissores ou como
receptores: Como emissores, radiam as ondas electromagnéticas para o
espaço, e como receptores, fazem a recepção dessa radiação, encaminhando-
-a para transdutores e cabos de transmissão.
A selecção e o projecto de uma antena são directamente influenciados por
parâmetros como a dimensão, a gama de frequências, a potência de saída, a
directividade, o ganho, a técnica de propagação, a polarização, e a impedância
eléctrica, justificando-se a existência de uma larga gama de tipos de antenas.
Adicionalmente, as propriedades das antenas, que se discriminam seguida-
mente, são o aspecto mais importante associado à avaliação dos riscos da
radiação:
• Bel. É um termo utilizado para a medição do som, tendo em atenção
que o ouvido humano tem uma resposta logarítmica. Define-se como
sendo a razão entre a potência de saída Po e a potência de entrada Pi.
• Decibel. Com a finalidade de se trabalhar com a banda larguíssima de
frequências em telecomunicações, é conveniente utilizar-se uma escala
logarítmica, de base 10, para se comparar os níveis da potência de
saída, multiplicando-se ainda o resultado por 10, sendo a unidade o
decibel (dB). Por exemplo, o ganho de um amplificador é determinado
através da seguinte expressão:
dBlog10 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
i
oPP
G
• Directividade. É a capacidade da antena em concentrar a radiação na
direcção pretendida. Numericamente, é calculada como sendo a razão
entre a intensidade da radiação numa determinada direcção a partir da
antena, e a intensidade média da radiação em todas as direcções.
• Ganho. Representa o parâmetro mais importante no projecto e no
desempenho da antena, sendo definido como o produto do rendimento
123
da antena pela sua directividade. É calculado através da seguinte
expressão, sendo Ae a área efectiva de abertura da antena (m2), e λ o
comprimento de onda da radiação (m):
24λπ eA
G=
• Polarização. A polarização de uma onda electromagnética representa a
orientação das linhas de força do vector campo eléctrico relativamente à
superfície da Terra, existindo dois tipos básicos de polarização: Linear
(vertical e horizontal), e elíptica (normalmente circular).
• Zona de proximidade do campo. É a região que se encontra muito
próxima da antena, e na qual os campos eléctrico e magnético não
exibem uma relação entre si de onda plana (perpendicularidade entre os
respectivos vectores), e a potência radiada por unidade de área não
diminui com o quadrado da distância à fonte, mas varia considera-
velmente de ponto para ponto.
• Zona de afastamento do campo. É a região que se encontra de tal
modo afastada da antena, onde a potência radiada por unidade de área
diminui com o quadrado da distância à fonte. A energia radiada é
armazenada alternadamente nos campos eléctrico e magnético da onda
electromagnética em propagação. Quanto aos vectores campo eléctrico
e campo magnético, são perpendiculares entre si e perpendiculares, por
sua vez, ao vector de Poynting, que tem a direcção e o sentido da onda
em propagação.
A distância RNF (m) entre a antena e a denominada zona de afastamento
do campo (zona longe do campo), é calculada através da seguinte
expressão:
λ
22 DRNF =
sendo D a maior das distâncias à estrutura radiante (m), e λ o compri-
mento de onda da radiação (m).
Na prática, quando se efectuam estudos de caracterização de riscos de
exposição às radiações, essa zona de afastamento do campo é marcada
124
com uma distância 75 % mais curta, daí que se utilize na sua determi-
nação a seguinte expressão, adaptada da anterior:
λ
25,0 DRNF =
Como se salientou anteriormente, existem diversos tipos de antenas, como se
mostra na figura 3.5, utilizadas em transmissões de rádio e TV, sistemas de
radar, comunicações de rádio, comunicações celulares, e muitas outras
aplicações.
Figura 3.5 – Tipos de antenas de comunicações.
• Antena isotrópica (isotropic antenna). É uma antena hipotética que
radia potência igualmente em todas as direcções, sendo utilizada como
uma referência de base no estudo da radiação das antenas reais.
125
• Antena em fio (wire antenna). Como é do conhecimento geral, um
simples fio metálico comporta-se como sendo uma antena, não tendo
necessariamente que ser rectilíneo. Estas antenas são projectadas para
operarem a frequências entre 2 MHz e 30 MHz, sendo o seu compri-
mento tanto maior quanto mais baixa for a frequência.
• Antena de meia-onda (half-wave antenna). É uma antena cujo compri-
mento eléctrico é igual a metade do comprimento de onda do sinal de
rádio.
• Antena de cabo (line antenna). É constituída por um simples cabo,
como sucede por exemplo nos navios, em que se encontrava estendida
entre as extremidades dos dois mastros. A velocidade de onda é muito
próxima da velocidade no vácuo, daí serem utilizadas para a transfe-
rência directa da radiação para o vácuo.
• Antena circular (loop antenna). É utilizada na transmissão de rádio AM
na banda das ondas longas, e são bastante direccionais podendo ser
dimensionada com mais de uma espira.
• Antena log-periódica (log-periodic antenna). É uma antena de banda
larga, constituída por dipolos de comprimento sucessivamente decres-
cente, e ligados em paralelo ao longo da fonte.
• Antena parabólica (dish antenna). Estas antenas são utilizadas para a
recepção e transmissão de ondas de rádio para satélites e estações
terrestres, recebendo as ondas e focalizando-as através da superfície
parabólica do reflector, para um transdutor, que conduzirá o sinal
através de uma linha de transmissão com fios. É o caso, por exemplo,
das antenas domésticas e industriais de recepção de sinais de televisão.
• Antena micro-pastilha (microstrip antenna). É uma antena tipo micro-
ship, de baixo perfil, em que uma área de material condutor é depositada
sobre um dieléctrico de pequena espessura, sendo utilizada em aplica-
ções de microondas, daí as suas reduzidíssimas dimensões.
• Antena helicoidal (helical antenna). É, basicamente, constituída por
um fio metálico enrolado sob a forma de hélice, sendo utilizadas numa
banda larga de frequências. Podem facilmente gerar ondas polarizadas
circulares.
126
• Antena com orifício (slot antenna). É um elemento radiante (orifício),
criado por uma cava numa superfície condutora ou numa parede de um
guia de onda.
• Antena de painel (panel antenna). Esta antena, também denominada
de antena direccional, é uma antena ou um conjunto de antenas, de
forma rectangular e de espessura reduzida, projectadas para concentrar
a radiação numa determinada área. É utilizada em estações celulares
em cidades e em áreas suburbanas onde seja necessária uma grande
capacidade de resposta para elevadas concentrações populacionais.
• Antena Yagi-Uda (Yagi-Uda antenna). É uma das mais familiares
antenas, uma vez que é comummente utilizada na recepção de sinais de
televisão, representando uma matriz passiva, com um único elemento
principal que conduz a energia para os restantes elementos, parasitas.
• Matriz de antenas (antenna array). É constituída por um conjunto de
antenas, que, no seu todo, se comportam como uma só. Cada matriz
activa tem os seus elementos individuais alimentados pelas suas
próprias fontes, enquanto que as matrizes passivas possuem um
elemento principal que tem como função conduzir a energia radiante
para os elementos parasitas.
• Matriz de antenas direccionais (phased array antenna). É um
conjunto de antenas, semelhante ao anterior, mas em que os seus ele-
mentos podem ser electronicamente orientados, mantendo-se contudo
estática a estrutura da antena, com a finalidade de orientar a emissão de
ondas.
3.1.3. Transmissores de Rádio e Televisão As estações de rádio (telefonia) e de televisão transmitem os seus sinais
através de antenas de AM e de FM, podendo a gravidade desses sinais no que
respeita à exposição a que se encontram sujeitos quer trabalhadores quer o
público em geral, ser avaliada através das respectivas frequências da radiação
– 535 kHz a 1705 kHz para as transmissões de rádio em AM, e 2 MHz a 806
MHz para rádio em FM e para televisão em VHF (Very High Frequency) e UHF
(Ultra High Frequency).
127
a) Estações de Rádio AM A modulação de amplitude constitui um processo simples e efectivo de trans-
mitir informação, e opera numa frequência específica, não havendo alterações
de potência do sinal transmitido. Um aspecto importante que interessa realçar
relativamente à existência de antenas de rádio de altas frequências, consiste
na existência de campos eléctricos polarizados com uma direcção vertical,
através da matriz de antenas, de dimensão considerável e com polarização
horizontal. Esses campos eléctricos polarizados verticalmente são devidos à
elevada diferença de potencial eléctrico de RF entre os elementos das antenas
e o solo, podendo induzir correntes de elevada intensidade no corpo de
pessoas que se encontrem muito próximas das antenas. Em alguns casos,
essas correntes induzidas poderão exceder os limites máximos de exposição
aconselháveis, muito antes dos campos eléctricos e magnéticos excederem os
seus correspondentes limites de exposição.
b) Estações de Rádio FM O conceito de frequência modulada foi introduzido como uma alternativa ao
sistema AM, em 1931, e consiste em “super-impor” um sinal inteligente de
áudio ou de vídeo sobre uma alta frequência. O sinal parte assim do seu valor
de referência, com um montante proporcional à amplitude do sinal inteligente.
As estações de rádio FM transmitem na banda de 88 MHz a 108 MHz,
consistindo as antenas numa matriz de elementos, por vezes em grande
número, instalados lateralmente nas respectivas torres, sendo o afastamento
entre os elementos de cerca de um comprimento de onda, isto é, de cerca de 3
metros. Estas antenas são omnidireccionais, produzindo assim um espectro de
cobertura com forma circular.
c) Estações de Televisão FM Os canais de televisão em FM operam nas bandas 54 – 88 / 174 – 220 MHz
em VHF, e na banda 470 – 806 MHz em UHF, consistindo as antenas numa
matriz de elementos radiantes instalados numa torre. Quando comparadas com
as antenas FM, os elementos são mais complexos de projectar e radiam
menos energia para o solo, sendo as torres bastante mais altas que as
utilizadas na transmissão de rádio em FM.
128
3.1.4. Sistemas de Radar O termo radar é um acrónimo, utilizado pela marinha dos Estados Unidos
(United States Navy) em 1942, e significa radio detecting and raging, tendo sido
desenvolvido para fins militares em 1940. Após a segunda guerra mundial,
além das finalidades militares, este sistema passou também a ser utilizado para
fins civis, como por exemplo na navegação aérea, marítima e ferroviária
(comboios de grande velocidade TGV e ICE), em meteorologia, e no controlo
do tráfego rodoviário.
Basicamente, o radar emite sinais de RFR, através de uma antena rotativa de
forma a varrer todas as direcções, sinais esses que são constituídos por cerca
de 1500 impulsos por segundo de elevada potência, tendo cada impulso uma
duração entre 10 μs e 50 μs. Estes sinais são, por sua vez, reflectidos por um
objecto ou por uma superfície, sendo captados pela mesma antena, o que
permite determinar a distância a que os objectos se encontram. Ou seja, a
antena emite e recebe sinais alternadamente, com comprimentos de onda
entre 1 cm e 1 m, aos quais correspondem respectivamente as frequências de
300 MHz e 30 GHz.
a) Radares Estacionários Estes radares são fontes estacionárias de RFR, utilizadas para controlar,
assistir ou fornecer informações relativas a tráfego em terra, no mar e no ar,
como por exemplo os radares de controlo da navegação aérea, os radares de
controlo do espaço aéreo, os radares de profundidade, os sistemas de aterra-
gem de aeronaves por instrumentos, os radares de previsão meteorológica, e
os radares utilizados em investigação científica, sendo de realçar que todas
estas instalações se encontram montadas em terra ou ao longo da costa.
Como se mostra na figura 3.6, uma matriz de antenas direccionais de um
sistema de radar multifunções emite electronicamente vários feixes de ondas,
com funções diferenciadas. A intensidade da radiação depende de diversos
factores, como sejam a frequência da radiação, as características da fonte, a
potência a transmitir, a largura dos impulsos, a taxa de repetição, e a distância
da fonte. Saliente-se que os trabalhadores dos aeroportos incorrem amiuda-
damente no risco de sobre-exposição a radiações de RFR, se permanecerem
demasiado tempo próximo das instalações de radar, o mesmo sucedendo com
129
passageiros frequentes, que são obrigados a permanecer também durante
bastante tempo nos aeroportos.
Figura 3.6 – Sistema de radar fixo, multifunções.
b) Radares de Controlo do Tráfego Actualmente, a utilização do radar por parte das autoridades policiais no
controlo do volume de tráfego rodoviário bem como das velocidades
praticadas, tornou-se usual e massificada, situação que teve o seu início
apenas a partir de 1970.
Os primeiros radares, em 1970, operavam com uma frequência de 10,525 GHz,
ou seja, na banda dos raios X e, em 1975, foi introduzida a segunda geração, a
operar a 24,15 GHz, tendo a terceira geração entrado em funcionamento na
década de 1990, utilizando a gama entre 33,7 GHz e 36 GHz.
Estes radares transmitem um sinal de baixa potência, de uma forma contínua,
detectam uma parte da energia reflectida por um objecto em movimento, por
exemplo a matrícula de uma viatura, e comparam a frequência do sinal
recebido com a frequência do sinal transmitido. A diferença entre essas
frequências é directamente proporcional à velocidade do veículo relativamente
à unidade de radar – efeito Doppler. Comparativamente com outros tipos de
radares estacionários, o nível de potência dos radares de controlo de tráfego é
muito reduzida, sendo igualmente mais baixa quando comparada com outras
fontes emissoras de RF, utilizadas muito próximo de pessoas, tais como os
telefones celulares.
130
Os radares de tráfego podem ser estacionários ou móveis. Em relação aos
primeiros, são utilizados por um agente colocado numa posição fixa, enquanto
que os segundos (figura 3.7) são instalados numa viatura de patrulha em
movimento, podendo suceder duas situações opostas: Quando se controlam
viaturas que circulam em sentido contrário, as duas velocidades são somadas,
sendo a velocidade da viatura controlada obtida por subtracção da velocidade
do carro patrulha. Por outro lado, quando as duas viaturas circulam no mesmo
sentido, a velocidade da viatura é igual à subtracção entre as duas
velocidades.
Figura 3.7 – Radar móvel de controlo do tráfego.
Os níveis da radiação emitida por estes tipos de radares são inferiores aos
limites considerados de segurança, a alguns metros de distância da antena.
Todavia, no caso dos radares estacionários, o nível de radiação poderá ultra-
passar os limites de segurança na vizinhança da antena.
3.1.5. Estações Terrestres de Rastreio de Satélites Os satélites de comunicações em órbita terrestre têm como funções assegurar
as comunicações telefónicas globais, contribuir para a previsões meteoro-
lógicas através da recolha de imagens da evolução de fenómenos atmos-
féricos, recolher imagens da terra para se avaliar de situações de atentados
ambientais, assegurar transmissões televisivas, e servir de plataforma para o
sistema de posicionamento global (global positioning system GPS).
Quanto às estações de rastreio terrestres, do interesse público no que respeita
às emissões de radiação RFR, consistem em antenas parabólicas de grande
dimensão, utilizadas para transmitir ou receber sinais via satélite, figura 3.8.
131
Figura 3.8 – Sistema de comunicações por satélite.
Devido às grandes distâncias envolvidas, por exemplo 36000 km para os saté-
lites geoestacionários, os níveis de potência necessários para a transmissão
dos sinais são relativamente mais elevados quando comparados com outros
sistemas de transmissão terrestres. Uma vez que o diâmetro dos feixes
hertzianos é muito reduzido e como estes feixes são altamente direccionais, é
praticamente impossível alguém do grande público ficar exposto a essa
radiação.
Quanto à radiação ao nível do solo, depende do ângulo de inclinação da
antena, do seu formato, e da intensidade do sinal, podendo os trabalhadores
que tenham que estar presentes junto às antenas, temporariamente para inter-
venções de manutenção, poderão ser sujeitos a elevados níveis de radiação,
caso não sejam tomadas as devidas precauções. Por outro lado, algumas
antenas são apenas utilizadas como receptores de informação, como sucede
com as antenas domésticas de TV, e que não constituem qualquer risco para o
público.
3.1.6. Comunicações por Microondas Estas comunicações, ponto-por-ponto, permitem ligar com elevada eficiência,
via rádio, locais muito próximos, sem obstrução. As antenas de microondas
transmitem e recebem sinais de muito baixa potência através de curtas
distâncias, como se mostra na figura 3.9. Estas antenas são usualmente
rectangulares ou circulares, tendo uma grande variedade de aplicações, como
sejam a transmissão de mensagens via telefone ou telégrafo, e a ligação entre
132
estúdios de rádio e de TV por cabo com as respectivas antenas de trans-
missão. Além da sua reduzida energia, atendendo ainda a que os feixes são
alinhados com grande precisão e que a dispersão é mínima ou insignificante,
não é expectável a existência de riscos para a saúde humana.
Figura 3.9 – Sistema de transmissão de microondas.
3.1.7. Equipamento Móvel de Rádio Este sistema móvel representa a forma mais antiga de comunicação sem fios,
tendo tido o seu início em 1921 nos Estados Unidos, operando a uma fre-
quência de 2 MHz. Permite a comunicação de pessoas entre si ou de pessoas
com uma central fixa, como sucede por exemplo com os serviços de
bombeiros, com as forças de segurança, com o pessoal dos aeroportos, com
as empresas de segurança, com os serviços de transportes, ou mesmo dentro
de empresas para que os trabalhadores de diversos sectores de actividade,
dependentes uns dos outros, possam comunicar entre si. Cite-se o caso de
uma unidade de manutenção de material circulante ferroviário, em que, com
grande frequência, as equipas que se encontram no parque de material
necessitam comunicar com os serviços que se encontram no interior do
edifício, bem como com outras brigadas em serviço.
Estes sistemas utilizam a polarização vertical, daí que as antenas utilizadas
sejam verticais, quer estejam instaladas em locais fixos ou em viaturas, tendo
estas últimas um comprimento que depende do comprimento de onda. Por
outro lado, os veículos representam um bom elemento de recepção, sendo no
entanto aconselhável instalar as antenas no centro do tejadilho, sempre que
possível, para se dispor de uma larga superfície metálica.
133
3.1.8. Comunicações Celulares a) Generalidades O cenário celular é radicalmente diferente das comunicações móveis de rádio,
na medida em que é um tipo de transmissão, analógica ou digital, de banda
limitada, no qual um assinante dispõe de uma ligação sem fios, de um telefone
celular até uma estação de base relativamente próxima.
O primeiro sistema celular, que deu origem à primeira geração, surgiu em
1971, por iniciativa da empresa de telecomunicações americana AT&T Bell
Laboratories, com a designação de Advanced Mobile Phone System AMPS,
tendo o grande desenvolvimento começado na década de 1980, representando
actualmente as comunicações celulares o sector das telecomunicações em
mais rápida expansão, com uma taxa de crescimento de 40-50 % por ano, tudo
indiciando que serão, num futuro muito próximo, o meio preferido de
telecomunicação. O sistema AMPS foi instalado na América do Norte,
Austrália, e em alguns países da Ásia. Seguiram-se outros sistemas de
primeira geração, analógicos, como o NMT-450 e o NMT-900, na Escandinávia,
na restante Europa, e em partes da Ásia; o C-Netz na Alemanha, Áustria,
Portugal e África do Sul; o RC2000 em França; o TACS e o ETACS no Reino
Unido, na Irlanda, e em partes da Ásia; o RTMS em Itália; e o MCSL1 e o
JTACS no Japão.
Na década de 1990 surgem os sistemas celulares digitais, oferecendo um largo
número de serviços de valor acrescentado, como sucedeu com o Global
System for Mobile Communication GPS, tendo-se registado uma expansão
significativa no número de subscritores.
Presentemente, a normalização faz parte dos sistemas celulares de terceira
geração, sendo promovida pelo European Telecommunication Standardization
Institute ETSI, através de um projecto designado por Universal Mobile
Telecommunication System UMTS, e com a participação da International
Telecommunication Union ITU, onde é designado por IMT2000, tendo este
sistema sido adoptado já na década de 2000, sendo as bandas de frequência
1920-1980 MHz e 2110-2170 MHz. Esta terceira geração caracteriza-se por
apresentar uma plataforma com uma oferta variada de outros serviços
integrados, como a Internet sem fios, a transmissão de dados, o acesso à
informação noticiosa, e a captação de imagens fixas e em movimento.
134
Como se esquematiza na figura 3.10, espera-se que, a partir de 2010, sejam
apresentados os sistemas da quarta geração e, a partir de 2020, os da quinta
geração. Saliente-se que os telefones sem fios (cordless phones), isto é, os
terminais que circulam livremente nas residências ou em escritórios e serviços
públicos, não devem ser considerados, no sentido estrito do termo, como
sendo um serviço, mas sim mais um produto de consumo, integrado na rede
telefónica fixa.
Figura 3. 10 – Evolução das comunicações celulares.
Por sua vez, na figura 3.11 mostra-se a estrutura de um sistema celular de
comunicações.
Figura 3.11 – Sistema celular de comunicações típico.
135
A associação entre o equipamento electrónico e as respectivas antenas de
comunicações celulares, é comummente referida com Base Transceiver Station
BTS, tendo cada BTS um conjunto de antenas emissoras e receptoras. As
estruturas BTS possuem uma altura compreendida entre 10 m e 75 m, e
utilizam antenas omnidireccionais. A potência radiada efectiva (effective
radiated power ERP) de um sistema celular depende do número de canais
autorizados, sendo o seu valor, em zonas urbanas, de 100 W por canal,
potência esta à qual corresponde um verdadeiro valor de potência radiada
(actual radiated power) de 5 a 10 W.
Por outro lado, existem ainda as estações móveis e portáteis, que incluem os
aparatos utilizados em comunicações sem fios, em comunicações celulares, e
nos serviços de comunicação por satélite. Uma estação móvel é definida como
sendo um equipamento de transmissão/recepção, utilizado numa posição não
fixa, como é o caso dos telefones celulares, dos veículos com antenas
instaladas, e dos sistemas de computadores pessoais sem fios. Por outro lado,
uma estação portátil é definida como sendo um equipamento utilizado com a
sua estrutura radiante em contacto directo com o corpo humano, como é o
caso dos sistemas celulares de mãos livres, dos auriculares, e dos sistemas
telefónicos dos computadores pessoais. Quanto à potência máxima de RF
destas estações, os seus valores são de 0,8 W, 2 W e 5 W para os sistemas
celulares de mãos livres, e de 8 W e 20 W para as estações portáteis e para os
sistemas instalados em veículos.
b) Tecnologias Celulares Os telefones celulares transmitem sinais analógicos – os da primeira geração,
já retirados –, ou sinais digitais, tendo os sinais analógicos uma natureza
contínua, enquanto que os sinais digitais são discretos. As tecnologias que têm
vindo a ser utilizadas nas comunicações celulares são as seguintes:
• Frequency Division Multiple Acess FDMA. Consiste numa divisão da
banda de frequências utilizadas nas comunicações celulares, em vários
canais, cada um dos quais podendo assegurar uma conversação de voz,
ou então, no caso do serviço digital, transportar dados digitais. A FDMA
constitui a tecnologia básica dos sistemas celulares analógicos.
136
• Time Division Multiple Acess TDMA. Foi utilizada pela primeira vez no
Japão em 1982, na medida em que permite a redução do custo das
estações de base, desde que existam bastantes utilizadores a partilhar o
mesmo transceiver. Esta tecnologia foi utilizada em todos os sistemas
de segunda geração, e, em 1987, a TDMA de banda estreita com 200
kHz foi escolhida como standard para o sistema GSM. Em 1989, foi
ainda seleccionada como a tecnologia digital standard para o sistema
AMPS, com uma largura de banda de 30 kHz.
• Code Division Multiple Acess CDMA. É uma alternativa às duas tecno-
logias anteriores, e utiliza todo o espectro da largura de banda, para
todos os utilizadores, ou seja, todas as transmissões partilham a mesma
largura de banda em simultâneo.
3.1.9. Comunicações Multimédia sem Fios Nos anos mais recentes, concentraram-se grandes esforços humanos e
materiais na investigação de sistemas sem fios, aptos a assegurar serviços
interactivos e de multimédia aos consumidores, de forma a poderem utilizá-los
onde quer que se encontrem, e em qualquer instante.
Os avanços nas redes de alta velocidade na transmissão de dados, nas
comunicações sem fios, na tecnologia dos circuitos integrados, e nas
aplicações de base multimédia, contribuíram decisivamente para a emergência
e consolidação dos sistemas de comunicações multimédia sem fios. Actual-
mente, os computadores portáteis permitem também a sua utilização como
ecrãs de cinema vídeo e de vídeo-telefone.
Um dos inconvenientes deste sistema encontra-se directamente relacionado
com os computadores portáteis, que funcionam como emissores/receptores de
informação, como é o caso da rede de Internet sem fios, devido à relativamente
reduzida autonomia das suas baterias (2 h a 4 h, dependendo do trabalho que
esteja a ser realizado).
Por outro lado, estas comunicações sem fios poderão representar algum risco
para os utilizadores, que se encontram expostos a radiação de RFR, devido à
sua utilização por longos períodos, risco esse acrescido ainda pelo facto do
aumento da exposição motivado pela posição dos portáteis muito próximo dos
órgãos genitais, como se mostra na figura 3.12.
137
Figura 3.12 – Utilizador de sistema multimédia sem fios.
3.1.10. Fornos Microondas Estes fornos, inventados logo após o final da segunda guerra mundial, utilizam
directamente o princípio físico de que a energia de RF possui a aptidão para
penetrar profundamente, gerando calor quase instantaneamente, nos materiais
utilizados na alimentação humana. Na figura 3.13 esquematiza-se a consti-
tuição de um forno microondas, que contém essencialmente um magnetrão que
produz a energia em microondas, uma fonte de alimentação em corrente
contínua de alta tensão (transformador, rectificador, condensador), e um
sistema computorizado de controlo do funcionamento, sendo a energia dirigida
para os alimentos através de um guia de ondas.
Figura 3.13 – Configuração esquemática de um forno microondas.
A frequência de operação é de 2,45 GHz, escolhida pela sua capacidade de
penetração em toda a massa dos alimentos. Quanto à radiação, existem ondas
electromagnéticas geradas pelo magnetrão, e campos eléctricos e magnéticos
gerados pelo transformador. Contudo, para o exterior existe apenas a radiação
electromagnética emanada pelo magnetrão através do ecrã da porta, e os
campos magnéticos gerados pelo transformador.
138
3.2. ESTUDOS HUMANOS E EPIDEMIOLÓGICOS 3.2.1. Generalidades Assiste-se presentemente, na opinião pública e nos meios de comunicação
social, a uma abordagem crescente no que respeita à discussão sobre os
potenciais riscos inerentes aos efeitos da radiação RFR, emanada de equipa-
mentos sem fios em geral, e de telefones celulares em particular, devido aos
riscos da absorção de energia pelo cérebro e outras partes do corpo humano.
No subcapítulo anterior, citaram-se os resultados de diversos estudos cien-
tíficos, obtidos através de experimentação laboratorial. Todavia, essas investi-
gações deverão sempre ser complementadas recorrendo-se a estudos
epidemiológicos, como aliás se tem vindo a fazer, salientando-se neste sub-
capítulo alguns dos resultados mais significativos e importantes obtidos
recentemente.
Interessa ainda referir que tem havido alguns casos de justiça, essencialmente
nos Estados Unidos, onde se alega que o desenvolvimento de tumores cere-
brais é o resultado da utilização de telefones celulares, não se tendo provado
contudo qualquer associação do foro científico entre a exposição às radiações
e o aparecimento desses tumores, não passando esses casos de histórias
anedóticas e doentias.
3.2.2. Estudos Humanos a) Percepção Auditiva Acredita-se que, quando as pessoas se encontram expostas a radiação RF de
muito baixo nível de energia, com determinadas características de frequência e
de modulação, poderão ocorrer fenómenos de audição, como por exemplo
ouvirem-se zumbidos, estalidos, e sinos, variando em função da modulação da
radiação. Este fenómeno data já da altura da segunda guerra mundial, quando
os operadores de radar reportaram a audição de sons de microondas.
Têm sido vários os estudos desenvolvidos sobre esta interacção, que se pensa
ser um dos efeitos de campos de reduzida energia. Por outro lado, se bem que
se tenha aventado a hipótese da estimulação directa do sistema nervoso, a
alternativa consiste no facto da audição de radiação RF não ocorrer de uma
interacção da RFR com os nervos auditivos ou com os neurónios. Em lugar
disso, os impulsos de RF, após a sua absorção por parte dos tecidos macios
139
do cérebro, geram uma onda termoelástica de pressão acústica que se desloca
por condução através dos ossos da cabeça até ao ouvido interno, activando os
receptores do caracol do ouvido pelo mesmo processo fisiológico da audição
normal.
No que respeita às microondas, a percepção auditiva representa um dos seus
efeitos de baixo nível, que é considerado como sendo um mecanismo térmico
em si, apesar do aumento de temperatura ser insignificante – no limiar da
audição daquelas ondas, o aumento de temperatura correspondente a cada
impulso das microondas situa-se no milionésimo do grau Celsius. De acordo
com dois trabalhos publicados respectivamente em 2003 e em 2007, desde
que o ruído induzido pelas microondas seja similar ao ruído muito ligeiro de
origem acústica, não existe qualquer efeito adverso para o sistema auditivo.
b) Actividade Cerebral O facto de se colocarem fontes emissoras de RF muito próximas do corpo
humano, como sucede com a utilização de telefones celulares, encostados à
cabeça, potencia as possibilidades de interferência com as actividades cere-
brais, como foi explicitado num trabalho publicado em 1998, que concluiu que a
exposição a campos de RF emitidos por telefones celulares alteram aspectos
distintos da resposta eléctrica do cérebro a estímulos acústicos.
Outro estudo, efectuado com um grupo de 36 voluntários humanos, reportou
que a exposição à radiação emitida por telefones celulares, a 915 MHz, pode
afectar as funções cognitivas, particularmente a redução dos tempos de
reacção, em 15 ms.
Um estudo realizado na Finlândia, numa população de 48 voluntários sem
problemas de saúde, expostos a uma radiação RFR de 902 MHz, emitida por
telefones celulares, permitiu constatar a existência de um efeito facilitante no
funcionamento do cérebro, especialmente em tarefas que requerem atenção e
manipulação de informação.
Um outro estudo, igualmente realizado na Finlândia, consistiu na análise quan-
titativa da actividade electroencefalográfica de 19 voluntários, 10 do sexo
masculino, com idades compreendidas entre os 28 e os 48 anos, e 9 do sexo
feminino, entre os 32 e os 57 anos, tendo as fontes de emissão sido cinco
telefones celulares diferentes, operando a frequências entre 900 MHz e 1800
140
MHz. Como conclusão, não foram encontrados efeitos anormais na actividade
eléctrica cerebral.
Como curiosidade, em literatura técnica oriunda da ex-União Soviética e de
outros países do bloco socialista, dos anos 60 e 70 do século passado, são
descritos alguns sintomas associados à exposição a radiação RFR, tais como
dores de cabeça, fraqueza, distúrbios do sono, impotência sexual, alterações
cardiovasculares, e stress nervoso, sintomas esses designados por doenças
das microondas, e catalogados através de queixas apresentadas.
c) Sistema Cardiovascular Muitos dos estudos realizados mostram não existirem efeitos agudos, resul-
tantes da exposição a campos electromagnéticos de reduzidíssima frequência,
estacionários ou variáveis no tempo, em relação à tensão arterial, às pulsações
cardíacas, e à actividade eléctrica do coração, enquanto que outros detectaram
algumas anomalias no ritmo cardíaco.
Um estudo publicado em 1997 na prestigiada revista de medicina Lancet, que
utilizou uma amostra voluntária de sete homens e três mulheres, com idades
compreendidas entre 26 e 36 anos, investigou a influência da radiação RFR
emitida por telefones celulares GSM 900 MHz, sobre a pressão arterial e o
ritmo cardíaco. Com a finalidade de se ter evitado quaisquer alterações fisio-
lógicas extemporâneas, induzidas por stress psicológico quando do atendi-
mento de chamadas telefónicas, os telefones foram colocados no lado direito
da cabeça e activados por controlo remoto, de modo a que as pessoas desco-
nheciam se os telefones estariam ou não a emitir radiações. Como resultado,
foi noticiado ter havido um ligeiro aumento da tensão arterial entre 5 mm e 10
mm de Hg.
Contudo, um outro estudo publicado em 1998 não encontrou quaisquer efeitos
no controlo autónomo da pulsação cardíaca, por exposição a radiação RFR
emitida por telefones celulares durante o sono, em indivíduos saudáveis.
Num estudo clínico publicado em 2003, concluiu-se que os tecidos cardio-
vasculares não são directamente afectados, de forma adversa, na presença de
radiação electromagnética pouco significativa, e a regulação da tensão
sanguínea não é influenciada por radiação na banda UHF, para os níveis
usualmente encontrados nos equipamentos de comunicações celulares.
141
Um outro estudo, publicado em 2007, observou a existência de uma interacção
relativamente fraca entre as taxas de variação de alguns parâmetros cardíacos
e a exposição a radiação de 900 MHz, em telefones celulares, na sua máxima
potência.
d) Sistema Imunitário Análises e exames realizados numa população de dezoito fisioterapeutas,
ordenados por sexo e idade, como sejam as contagens de leucócitos e
linfócitos, não conduziu a diferenças estatísticas significativas em relação a
pessoas não expostas, no que respeita a todos os parâmetros do sistema
imunitário, que se encontravam dentro dos valores considerados clinicamente
normais.
e) Melatonina De acordo com um estudo publicado em 1997, alguns utilizadores ocasionais e
frequentes de telefones celulares apresentavam níveis médios de melatonina
na urina inferiores aos níveis verificados em utilizadores esporádicos, que
utilizavam o telefone uma vez por semana ou ainda menos.
Um outro estudo, com o objectivo de analisar os efeitos da radiação RFR
gerada por telefones celulares, sobre a secreção rítmica de melatonina, utilizou
dois grupos de 38 voluntários do sexo masculino, sem problemas de saúde e
com idades compreendidas entre 20 e 32 anos. Os períodos de exposição
foram de 2 horas por dia, 5 dias por semana, durante 4 semanas, e com o nível
máximo de potência. As análises ao sangue realizadas antes, durante e após a
exposição não revelaram qualquer evidência entre a radiação de RF e
alterações na secreção de melatonina.
f) Cataratas A indução de cataratas tem sido um dos cavalos de batalha daqueles que
acreditam nos efeitos perigosos da radiação RFR sobre a saúde humana,
devido ao facto da córnea e do cristalino serem as partes do olho mais
expostas às radiações, com níveis elevados por causa não só da sua locali-
zação superficial mas também pelo facto do calor produzido pela energia das
ondas ser mais facilmente removido das outras partes do olho através da
142
circulação sanguínea. A primeira vez que se reportou a indução de cataratas
provavelmente devidas à exposição a microondas, foi num trabalho científico
publicado em 1952. Todavia, num outro trabalho publicado em 1966, os seus
autores não encontraram diferenças na formação de cataratas entre veteranos
do exército e da força aérea americana.
Todavia, a exposição a RFR em níveis bastante superiores aos limites má-
ximos aconselháveis poderá originar o aparecimento de cataratas e, por outro
lado, a exposição a níveis inferiores ao nível cataratogénico poderá, por sua
vez, induzir outros efeitos não só nos olhos mas também na face.
3.2.3. Estudos Epidemiológicos a) Exposição Ocupacional Como é sabido, entende-se como ambientes ocupacionais todas as áreas e
recintos nos quais as pessoas se poderão encontrar expostas a radiações, por
motivos profissionais ou então por motivos ocasionais, encontrando-se apenas
de passagem. Seguidamente, apresentam-se alguns resultados considerados
significativos, agrupados por locais e profissões, obtidos a partir de estudos
epidemiológicos.
• Pessoal das Forças Armadas. Os operadores de radar acusaram a
existência de anomalias oculares assim como de elevação da
temperatura em tecidos, com fraca irrigação sanguínea. Um estudo
conduzido em 226 trabalhadores, divididos em grupos, do sector de
radares numa indústria aeronáutica, sujeitos a frequências de 2,88 GHz
e 9,375 GHz, e a densidades de potência compreendidas no intervalo de
39 mW/m2 a 131 mW/m2, detectou algumas anomalias oculares contudo
com ausência de riscos graves para a saúde.
No ano 2000, foram observados pelo Aerospace Medicine Directorate,
da United States Air Force Research Laboratory, 34 pacientes sujeitos a
radiação RFR superior aos níveis de exposição permitidos, tendo-se
concluído pela existência de uma associação positiva entre a sensação
de aquecimento e o aumento da densidade de potência, e de uma asso-
ciação negativa entre a destruição anormal, superficial, de tecidos e a
densidade de potência.
143
• Radares de Controlo de Tráfego. Num estudo publicado em 1993,
foram reportados seis casos de cancros testiculares em agentes de
segurança da polícia, que utilizaram radares de controlo do tráfego entre
1979 e 1991, numa população de 340 agentes afectos a dois departa-
mentos de polícia situados em condados vizinhos na região norte-central
dos Estados Unidos. O seu tempo médio de serviço antes do dia-
gnóstico de cancro foi de 14,7 anos, a sua idade média era de 39 anos,
e todos eles tinham utilizado radares pelo menos durante 4,5 anos antes
do diagnóstico.
Um outro estudo, canadiano, apresentou os resultados obtidos no
rastreio de cancro num grupo de 22197 agentes policiais de 83
departamentos de polícia da província de Ontário. A razão de incidência
normalizada (standardized incidence ratio SIR) relativa a todos os tipos
de tumores foi de 0,90, havendo um aumento na incidência de cancro
testicular (SIR = 1,3) e de cancro na pele (SIR = 1,45). Por outro lado,
neste estudo não foi disponibilizada informação relativamente a exposi-
ções individuais a radares
• Pessoal de Radiodifusão e Telecomunicações. Num trabalho publi-
cado em 1985 foi sugerida a possibilidade de um aumento significativo
do risco de desenvolvimento de leucemia em rádio-amadores. Esta
conclusão foi publicada num estudo de mortalidade em indivíduos do
sexo masculino, membros da American Radio Relay League, que é um
grupo de rádio-amadores, consequentemente expostos a radiação RFR.
No período 1971-1983, foram registados 296 falecimentos de homens
no estado de Washington, e 1642 na Califórnia. A taxa de mortalidade
relativa a leucemia aguda e crónica foi de 281 (16 mortes confirmadas
versus 5,7 mortes esperadas), sendo de 191 a taxa de mortalidade para
todas as leucemias (24 mortes confirmadas versus 12,6 mortes espe-
radas). Constatou-se que muitos dos membros daquela associação
tinham as suas actividades profissionais em sectores onde estavam
expostos a campos de RF, todavia essas profissões não conseguiram,
por si só, justificar aquele excesso de falecimentos.
Um estudo conduzido em 1997, com a finalidade de avaliar as funções
do sistema circulatório em trabalhadores expostos a radiação de média
144
frequência, detectou alterações nos electroencefalogramas, mais fre-
quentes em indivíduos expostos a radiação RFR, que nos outros, não
expostos (75 % versus 25 %). A amostra consistiu em 71 trabalhadores
de quatro estações de radiodifusão em AM (0,738 MHz a 1,503 MHz),
com idades entre 20 e 68 anos e com exposições a RFR entre 2 e 40
anos, e 22 trabalhadores de estações de rádio, com idades entre 23 e 67
anos e sem historial de exposição a radiações.
Na Noruega, procedeu-se a um outro estudo de investigação sobre a
incidência do cancro da mama em 2619 mulheres operadoras de rádio e
telegrafia, com um potencial elevado de exposição à luz durante a noite,
a radiação RFR (405 kHz a 25 MHz), e a campos electromagnéticos de
reduzidíssima frequência (50 Hz). Constatou-se, por um lado, que a
incidência de todos os tipos de cancro não era significativa, e, por outro,
que o risco de desenvolvimento de cancro da mama era excessivo.
• Exposição em Locais Industriais. Num estudo publicado em 1988,
foram investigados os problemas de saúde em trabalhadores fabris na
Suécia, derivados da sua exposição a radiação RFR emitida por
máquinas de moldes de plástico de diversos tipos, tendo sido concluído
que a fertilidade encontrada nas trabalhadoras não diferia significa-
tivamente dos valores médios de partos e malformações registados no
país.
Num estudo publicado em 1997, e realizado em Itália em trabalhadores
da indústria de plásticos, no período 1962-1992, expostos a radiação
RFR emitida por máquinas de selagem, constatou haver uma taxa de
mortalidade ligeiramente mais elevada devido a neoplasmas malignos,
tendo igualmente detectado um aumento dos riscos de desenvolvimento
de leucemias.
Num outro estudo publicado em 1998, foram seleccionados 61 trabalha-
dores saudáveis, entre 30 e 50 anos de idade, que tinham estado
expostos a radiação RFR de frequências entre 0,738 MHz e 1,503 MHz,
e 42 trabalhadores de estações de rádio, igualmente saudáveis e com
idades entre 28 e 49 anos, não expostos profissionalmente àquele tipo
de radiação. Concluiu-se que, sobretudo entre trabalhadores expostos a
145
níveis elevados de radiação, foi observada uma redução significativa nos
ritmos da tensão arterial e dos batimentos cardíacos.
b) Exposição em Locais Públicos No que respeita ao comportamento da opinião pública, é notória a ideia de que
a exposição a radiações de RF aumenta a incidência de alguns tipos de cancro
– particularmente a leucemia e os tumores cerebrais –, assim como de outros
problemas de saúde. Veja-se seguidamente os resultados obtidos a partir de
estudos epidemiológicos relativamente a esta questão:
• Transmissores de Rádio e Televisão. Num estudo realizado na Aus-
trália, foi encontrada uma associação entre a proximidade de antenas de
TV de residências e um aumento de leucemia infantil, não tendo contudo
sido encontrada qualquer associação similar, mas em adultos. Os
autores especificaram um determinado conjunto de agentes ambientais
que poderiam explicar a associação positiva encontrada nesse estudo,
sendo um desses agentes a radiação RFR emitida pelas torres de trans-
missão de TV. Porém, atendendo a que os níveis de radiação não foram
medidos directamente no terreno, mas sim calculados, não foi expli-
citada qualquer conclusão que justificasse aquela associação.
Em 1997 foram realizados dois estudos no Reino Unido, pelos mesmos
autores, sobre o mesmo tema. O primeiro foi conduzido numa zona
centrada numa torre de televisão, tendo utilizado como referência as
taxas de incidência de cancro, sendo a conclusão obtida que o risco de
leucemia adulta aumentava dentro de um raio de 2 km a partir da torre.
Quanto ao segundo, foi conduzido em 20 torres diferentes de TV e de
transmissão FM, com a finalidade de confirmar os resultados obtidos no
primeiro estudo, não tendo sido encontrado um excesso significativo de
leucemia adulta dentro de um raio também de 2 km a partir das torres.
Como resultado final, foi concluído que os resultados obtidos mostraram
não haver uma co-relação entre as taxas de leucemia infantil ou de
cancro cerebral com as distâncias aos transmissores.
Num estudo realizado em Itália, numa zona periférica de Roma situada
próximo de um transmissor de rádio de potência elevada, foi constatado
146
que as mortes por leucemia eram mais elevadas que o esperado, e
ainda que o risco diminui significativamente com a distância ao
transmissor.
Um outro estudo desenvolvido na Letónia, em crianças em idade escolar
que residiam próximo de uma estação de rádio, confirmou a existência
de memória menos desenvolvida, deficiências na atenção, diminuição do
tempo de reacção, e diminuição do desempenho neuromuscular, sobre-
tudo em crianças vivendo em frente da estação.
• Telefones Celulares. Num estudo conjunto sueco e norueguês, foi
encontrada uma associação estatisticamente significativa entre a
duração e o número de chamadas diárias e a prevalência de aqueci-
mentos atrás e à volta dos ouvidos, tonturas, e fadiga. Curiosamente,
concluiu-se que os telefones digitais são menos “perigosos” que os
antigos telefones analógicos.
Um estudo epidemiológico “caso-controlo”, relacionado com o desen-
volvimento de cancros no cérebro, conduzido na Suécia, em indivíduos
de ambos os sexos, conduziu a valores de odds ratio OR de 0,97 para
telefones digitais e de 0,94 para telefones analógicos, não havendo uma
associação positiva entre esse tipo de cancro e a exposição a radiações
RFR.
Atendendo a que os níveis de radiação RFR na cabeça dos utilizadores
de telefones celulares é bastante mais elevada que em situações de não
exposição, podendo eventualmente potenciar os riscos de desenvol-
vimento de tumores cerebrais, tem-se vindo a assistir a um aumento
significativo da realização de estudos científicos e epidemiológicos, com
a finalidade de provar a existência ou não desses riscos.
Num estudo publicado em 2002 nos Estados Unidos, concluiu-se existir
um elevado risco de cancro derivado da utilização de telefones celulares
por 3 ou mais anos. Contudo, devido à aleatoriedade e à pouca
utilização dos telefones por parte dos utilizadores objecto do estudo, não
se pôde concluir da existência de uma associação entre o risco e o uso
continuado dos aparelhos.
Estudos epidemiológicos realizados na Suécia e publicados em 2002 e
2003, mostraram haver um aumento significativo do risco de desenvol-
147
vimento de cancros em utilizadores de telefones celulares analógicos e
de telefones cordless (telefones portáteis sem fios, associados aos tele-
fones normais, com fios).
Os resultados de um estudo realizado nos Estados Unidos e publicado
em 2003, mostram não haver nenhuma associação entre a utilização de
telefones celulares e o desenvolvimento de tumores intratemporais
faciais.
Estudos realizados na Suécia e publicados em 2004 e em 2005,
mostram não existir um aumento dos riscos respectivamente de neu-
roma acústico e de glioma ou meningioma, com a utilização de telefones
celulares. Relativamente aos riscos de desenvolvimento de neuroma
acústico, um outro estudo, desenvolvido no Japão e tornado público em
2006, confirma a mesma conclusão.
Em finais de 2007, um estudo conduzido por uma equipa de investi-
gadores israelitas permitiu concluir que existe um elevado risco de
desenvolvimento de cancro nas glândulas salivares, em utilizadores de
telefones celulares com uma frequência média de utilização mínima de
22 horas mensais.
3.2.4. Casos Pessoais Seguidamente, expõem-se alguns casos pessoais relacionados com doenças
eventualmente associadas aos efeitos de radiações RFR:
• Em 1991, uma mulher de Oklahoma faleceu no hospital após uma
simples transfusão de sangue, porque a enfermeira aqueceu o sangue
num forno microondas, o que originou uma alteração na sua estrutura
celular.
• Um técnico de uma empresa industrial colocou a sua mão sob a acção
directa de um feixe de microondas, com a finalidade de sentir o calor
desenvolvido e, assim, confirmar que o gerador de microondas se
encontrava operacional. Sem o saber, esteve sujeito a uma densidade
de potência da ordem de 100 W/m2, e, após um ano, queixou-se de uma
perda súbita de visão, devido ao desenvolvimento de cataratas.
148
• Um caso de tribunal envolveu a morte de uma mulher no estado da
Florida, devido a um tumor cerebral, localizado numa área do cérebro
acima da sua orelha, tendo a causa sido atribuída ao uso excessivo de
telemóveis. Apesar do seu esposo ter intentado uma acção judicial em
1992 alegando essa causa, um tribunal federal considerou, em 1995,
que não existia uma evidência directa entre os dois acontecimentos.
• Recentemente, um médico neurologista, com 41 anos de idade, do
estado de Maryland, intentou uma acção judicial de 800 milhões de
dólares contra a empresa Motorola e mais oito companhias de teleco-
municações, alegando que a utilização de telefones celulares lhe causou
um tumor cerebral. Na sequência deste processo, o tribunal acusou as
empresas de falharem, ao não informarem os consumidores que os
telefones celulares produzem níveis elevados de radiação RFR, os quais
poderão causar cancros ou outras doenças.
3.3. NORMAS DE SEGURANÇA E REGULAMENTAÇÃO
O conceito de segurança, assim como de norma de segurança, no que respeita
aos riscos à exposição de radiações electromagnéticas, requer uma análise
bastante aprofundada, devido ao facto, por um lado, de não se conhecerem
ainda em pormenor quais os mecanismos de interacção entre essas radiações
e os tecidos humanos e, por outro, por serem contraditórios, em muitas
situações, os resultados obtidos a partir de estudos humanos e epide-
miológicos.
Presentemente, existem já bastantes normas de segurança e linhas de conduta
quanto aos limites máximos de exposição a radiações de RF (rádio-frequência),
em ambientes industriais, todavia, a elaboração de regulamentação de
segurança para todos os tipos de exposição, e para todo o espectro de
frequências de RFR (radiação de rádio-frequência), não seria prático nem será
provável que alguma vez seja estabelecida. Além disso, existem ainda muitas
questões relacionadas com os parâmetros principais das radiações de RF, tais
como a intensidade do campo, a duração de exposição, os efeitos da pulsação
das ondas, a geometria das zonas expostas, e as técnicas de modulação, que
requerem respostas concretas para que se possam definir quais os níveis de
radiação acima dos quais poderão ocorrer riscos graves para a saúde. Por
149
conseguinte, não é possível afirmar conclusivamente que a segurança à
exposição a radiações esteja assegurada através da regulamentação e das
normas existentes.
Devido a esta situação, todos os organismos de normalização têm em conta
uma margem relativamente larga de segurança, no sentido de, ao definirem os
limites máximos de exposição, seja considerada aquela incerteza quantitativa.
Os Estados Unidos, Canadá, União Europeia, Rússia, e a Ásia-Pacífico, assim
como algumas organizações internacionais, já elaboraram regulamentação e
normas de segurança em relação aos efeitos das radiações RF, em número
relativamente elevado, por contemplarem vários factores, como se verá segui-
damente, tais como a frequência, a duração da exposição, a massa do corpo, e
a periodicidade da exposição.
Por exemplo, nos Estados Unidos são vários os organismos governamentais e
não governamentais, que têm vindo a elaborar ou a participar na elaboração de
regulamentação, tais como a American National Standard Institute (ANSI), o
Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), o National Council on
Radiation Protection and Measurement (NCRP), a Occupational Safety and
Health Administration (OSHA), o National Institute of Occupational Safety and
Health (NIOSH), a American Conference of Governmental Industrial Hygienists
(ACGIH), a Food and Drug Administration (FDA), a Environmental Protection
Agency (EPA), a Federal Communications Commission (FCC), o Department of
Defense (DOD), e a National Telecommunications and Information
Administration (NTIA).
Saliente-se, por outro lado, que estas normas são constantemente revistas e
actualizadas, em função do aparecimento de novos dados, tornados públicos,
que resultam de estudos científicos e epidemiológicos.
As aplicações de rádio-frequência ocorrem numa vasta gama de frequências.
Por exemplo, a transmissão de radiodifusão em AM faz-se na banda 5 – 16
kHz, em FM na banda 76 – 109 kHz, enquanto que as bandas de 58 – 132 kHz
e 8,8 – 10,2 MHz são utilizadas em sistemas de identificação de rádio-frequên-
cia, de vigilância, e em outros dispositivos de segurança.
Por outro lado, as comunicações celulares e pessoais utilizam frequências
entre 800 MHz e 2 GHz, as comunicações sem fios funcionam até 5 GHz, e as
microondas a 2,45 GHz. Adicionalmente, as interacções entre as radiações de
150
rádio-frequência e os sistemas biológicos manifestam-se nos níveis molecular,
sub-celular, celular, nos órgãos, assim como na totalidade do corpo humano.
Biologicamente, os efeitos da RFR são classificados em três níveis: 1) efeitos
de nível elevado (efeitos térmicos), 2) efeitos de nível intermédio (efeitos atér-
micos), e 3) efeitos de nível reduzido (efeitos não térmicos).
Ainda em relação à regulamentação que se apresenta, são utilizadas usual-
mente diversas grandezas para se explicitar os respectivos limites máximos de
exposição: densidade de fluxo magnético para campos estáticos e VLF,
densidade de corrente para frequências até 10 MHz, taxa de absorção
específica SAR para frequências até 10 GHz, e densidade de potência para
frequências entre 10 GHz e 300 GHz.
3.3.1. Norma ANSI/IEEE C95.1 Estas normas de segurança têm sido as mais utilizadas nos Estados Unidos,
tendo o seu historial remontado a 1940, quando das preocupações sentidas
relativamente aos membros das forças militares norte-americanos que ope-
ravam frequentemente com equipamentos de radar, durante a segunda guerra
mundial.
Na década de 1950, e de acordo com dados empíricos, os cientistas atribuíram
um factor de segurança com o valor 10, baseado numa exposição de 0,1
W/cm2, e tendo em conta um peso médio masculino de 70 kg e uma área de
exposição de 3000 cm2, tendo este último valor sido corrigido, mais tarde, para
20000 cm2, assim como o valor da taxa de exposição, para 10mW/cm2, valor
esse que representou a base para a recomendação C95.1, de 1966.
Saliente-se que, em 1954, a General Electric recomendava para a densidade
de potência de exposição o valor de 1 mW/cm2, enquanto que, em 1958, essa
mesma empresa subiu esse nível para 10 mW/cm2.
3.3.2. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1966 Esta norma fixou para a densidade de potência o limite de 10 mW/cm2, para a
protecção e segurança da saúde pública, sendo a gama de frequência de 10
MHz a 100 GHz. Quanto ao tempo médio de exposição contemplado, é de 6
minutos.
151
3.3.3. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1974
Esta recomendação resultou da actualização da C95.1 – 1966, com alterações
mínimas, tendo o tempo médio de exposição para radiação contínua sido remo-
vido, e considerado apenas um tempo médio de exposição para campos modu-
lados, fixado nos mesmos 6 minutos. Os limites para o campo eléctrico e para
o campo magnético, na gama de frequência entre 10 MHz e 300 MHz são,
respectivamente, de 200 V/m e 0,5 A/m, sendo a densidade de potência corres-
pondente igual a 250 W/m2. Para frequências inferiores a 10 MHz, o limite de
exposição recomendado é de 10 mW/cm2.
3.3.4. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1982
Esta norma baseou-se integralmente nos efeitos térmicos das radiações, para
uma gama de frequências entre 10 MHz e 100 GHz, sendo os níveis de
exposição recomendados de 10 mW/cm2, para uma duração superior a 6
minutos, e de 100 mW/cm2, para uma duração de 6 minutos. O limite de 10
mW/cm2 foi reduzido, em 1981, para 1 mW/cm2, na gama de frequências entre
30 MHz e 300 MHz, sendo ainda recomendado que a taxa de absorção
específica não ultrapasse 8 W/kg, e a taxa de potência média depositada, para
todo o corpo, não seja superior a 0,42 W/kg. Estes valores baseiam-se nas
densidades de potência expostas no quadro 3.2, na gama entre 3 MHz e 100
GHz. Por outro lado, no que respeita à densidade de potência incidente, os
níveis permissíveis são 1 mW/cm2 a 150 MHz, 1,5 mW/cm2 a 450 MHz, e 2,75
– 2,83 mW/cm2 para frequências entre 824 MHz e 850 MHz (banda utilizada
em sistemas de telecomunicações celulares).
Frequência (MHz)
Campo eléctrico (V2/m2)
Campo magnético (A2/m2)
Densidade de potência (mW/cm2)
0,3 – 3,0 400000 2,5 100
3,0 – 30 4000 x (900/f 2) 0,025 x (900/f 2) 900/f 2
30 – 300 4000 0,025 1,0
300 – 1500 4000 x (f/300) 0,025 x (f/300) f/300
1500 - 100000 20000 0,125 5,0 f – frequência, em MHz
Quadro 3.2 – Níveis de segurança recomendados pela norma
ANSI/IEEE C95.1 – 1982.
152
3.3.5. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 1992
De acordo com esta norma, os limites máximos permissíveis de exposição são
dependentes da frequência e do tipo de local, como se mostra no quadro 3.3.
Como se pode constatar, os níveis mais baixos de exposição a campos elé-
ctricos ocorrem a frequências entre 30 MHz e 300 MHz, e de exposição a
campos magnéticos, entre 100 MHz e 300 MHz. Por outro lado, em locais
ocupacionais, o campo eléctrico máximo ocorre entre 30 MHz e 300 MHz, com
uma densidade de potência de 1 mW/cm2, enquanto que, para locais públicos,
e para essa mesma gama de frequências, o seu valor é bastante mais reduzido
(27,5 V/m contra 61,4 V/m), sendo a densidade de potência igualmente mais
baixa (0,2 mW/cm2 contra 1,0 mW/cm2).
Adicionalmente, no quadro 3.4 mostram-se os níveis máximos recomendados
para correntes induzidas por radiação de RF, nos pés de pessoas imersas em
campos RF, ou em pessoas directamente em contacto com objectos carre-
gados electricamente, como por exemplo veículos ou grades metálicas, para
uma gama de frequências entre 3 kHz e 100 MHz, e para locais ocupacionais e
locais públicos, sendo de salientar que a corrente máxima de contacto é igual à
corrente máxima induzida em cada pé, para ambos os locais, o que, aliás, é
pertinente.
Esta regulamentação de segurança também especifica uma intensidade do
campo eléctrico com o valor de 100 kV/m como sendo o limite máximo de
exposição permitido (LME), em locais ocupacionais, para radiação RFR por
impulsos, na gama de frequências situada entre 0,1 GHz e 300 GHz. Para um
impulso de duração inferior a 100 ms, nessa gama de frequências, o valor de
pico da LME é definido através da seguinte expressão:
( )(s) impulso do duração5
(s) exposição de médio tempo×
×=LMELME pico
Para séries de mais de 5 impulsos, ou para uma duração dos impulsos superior
a 100 ms, a expressão anterior tomará a forma:
( )5
(s) exposição de médio tempo(s) impulso do duração ×=∑ × LMELME pico
153
Frequência (MHz)
Campo eléctrico
(V/m)
Campo magnético
(A/m)
Densidade de potência (mW/cm2)
Tempo médio de exposição
(min)
Locais ocupacionais
0,003 – 0,1 614 163 100 6
0,1 – 3,0 614 16,3/f 100 6
3,0 – 30 1824/f 16,3/f 900/f 2 6
30 – 100 61,4 16,3/f 1,0 6
100 – 300 61,4 0,163 1,0 6
300 – 3000 ----- ----- f/300 6
3000 – 15000 ----- ----- 10 6
15000 - 300000 ----- ----- 10 616000/f 1,2
Locais públicos
0,003 – 0,1 614 163 100 6
0,1 – 1,34 614 16,3/f 100 6
1,34 – 3,0 823,8/f 16,3/f 180/f 2 f 2/3
3,0 – 30 823,8/f 16,3/f 180/f 2 30
30 – 100 27,5 158,3/f 1,668 0,2 30
100 – 300 27,5 0,0729 0,2 30
300 – 3000 ----- ----- f/1500 30
3000 – 15000 ----- ----- f/1500 90000/f 2
15000 - 300000 ----- ----- 10 616000/f 1,2
f – frequência, em MHz
Quadro 3.3 – Níveis de segurança recomendados pela norma
ANSI/IEEE C95.1 – 1992.
3.3.6. Norma ANSI/IEEE C95.1 – 2005 Esta norma, que é a mais utilizada nos Estados Unidos da América, tem vindo
a sofrer alterações sucessivas, sendo a última versão datada de 2005. Nesta
última revisão, bastante completa, recomenda-se um limite máximo de 0,08
W/kg para a taxa de absorção específica média para a totalidade do corpo
humano, em locais públicos, e 2 W/kg a 4 W/kg para algumas partes do corpo,
como sejam os membros superiores e inferiores. Em termos de densidade de
potência, os limites recomendados são 2 W/m2 na banda 30 – 400 MHz, 2 a 10
W/m2 na banda 400 – 2000 MHz, e 10 W/m2 acima de 2000 MHz.
154
Frequência (MHz)
Corrente máxima em ambos os pés
(mA)
Corrente máxima em cada pé
(mA)
Corrente máxima de contacto
(mA)
Locais ocupacionais
0,003 – 0,1 2000f 1000f 1000f
0,1 - 100 200 100 100
Locais públicos
0,003 – 0,1 900f 450f 450f
0,1 - 100 90 45 45
f – frequência, em MHz
Quadro 3.4 – Níveis de segurança recomendados pela norma
ANSI/IEEE C95.1 – 1992, para correntes RF induzidas
e de contacto, no corpo humano.
3.3.7. Relatório NCRP nº 86 – 1986 Este relatório, designado por Biological Effects and Exposure Criteria for Radio
Frequency Electromagnetic Fields, foi elaborado pelo National Council on
Radiation Protection and Measurements, que é um organismo suportado pelo
Congresso dos Estados Unidos, criado com a finalidade de desenvolver
documentação e recomendações de segurança, relativamente aos efeitos das
radiações ionizantes e não-ionizantes. Apresenta os resultados de uma
avaliação extensiva da literatura disponível sobre os efeitos biológicos dos
campos RF, apresentando-se no quadro 3.5 os respectivos limites
recomendados, baseados num valor máximo de SAR de 8 W/kg para
exposição ocupacional, e um quinto desse valor, ou seja, 1,6 W/kg, para o
público em geral. Este factor numérico, 1/5, é obtido considerando-se 168
horas por semana de exposição para o público em geral, e 40 horas por
semana de exposição em locais ocupacionais.
3.3.8. Relatório NCRP nº 86 – 1993 Este relatório, designado por A Practical Guide to the Determination of Human
Exposure to Radiofrequency Fields, foi desenvolvido como um guia para as
pessoas que são responsáveis pela determinação das exposições a radiação
RF, com menos conhecimentos sobre os seus princípios e práticas.
Comparando os limites de densidade de potência impostos pelas recomen-
155
dações ANSI e NCRP, uma das poucas diferenças reside no facto dos limites
NCRP serem mais restritivos a altas frequências, por exemplo acima de 1,5
GHz. Por conseguinte, nas unidades industriais são seguidos os limites ANSI,
enquanto que o público favorece mais as recomendações NCRP.
Frequência (MHz)
Campo eléctrico
(V/m)
Campo magnético
(A/m)
Densidade de potência (mW/cm2)
Corrente de contacto
(min)
Locais ocupacionais
0,3 – 1,34 614 163 100 200
1,34 – 3,0 614 1,63 100 200
3,0 – 30 1824/f 4,89/f 900/f 2 200
100 – 300 61,4 0,163 1,0 -----
300 – 1500 f54,3 106/f f/300 -----
1500 - 100000 194 0,515 5,0 -----
Locais públicos
0,3 – 1,34 614 1,63 100 200
1,34 – 3,0 823,8/f 2,19/f 180/f 2 200
3,0 – 30 823,8/f 2,19/f 180/f 2 200
100 – 300 27,5 0,0729 0,2 -----
300 – 1500 f59,2 238/f f/1500 -----
1500 - 100000 106 0,23 1,0 -----
f – frequência, em MHz
Quadro 3.5 – Níveis de segurança recomendados pelo relatório NCRP nº 86.
3.3.9. Normas ACGIH Estas normas, elaboradas pelo organismo norte-americano American
Conference of Governmental Industrial Hygienists, recomendam, para locais
ocupacionais, que a SAR não seja superior a 0,4 W/kg, para um período de
exposição de 6 minutos, e para uma gama de frequências entre 10 kHz e 300
GHz, mostrando-se no quadro 3.6 os níveis de exposição recomendados.
Atendendo a que estes limites são destinados a locais ocupacionais, baseiam-
-se assim na assumpção de que não existem crianças ou jovens nesses locais,
permitindo uma densidade de potência incidente de 10 mW/cm2 para frequên-
cias superiores a 1 GHz, mantendo a mesma SAR de 0,4 W/kg para todo o
156
corpo. Por outro lado, os 100 mW/cm2 recomendados na gama de 10 kHz a 3
MHz, é um nível que se poderá considerar seguro na base de que se refere
igualmente à totalidade do corpo humano, apesar de poder resultar de choques
eléctricos ou de queimaduras eléctricas de RF.
Frequência
Campo eléctrico (V2/m2)
Campo magnético (A2/m2)
Densidade de potência (mW/cm2)
10 kHz – 3 MHz 377000 2,65 100
3 – 30 MHz 3770 x (900/f 2) 900 / (37,7f 2) 900/f 2
30 – 100 MHz 3770 0,027 1,0
100 MHz – 1 GHz 3770 x (f/300) (f/37,7) x 100 f/100
1 – 300 GHz 37700 0,265 10
f – frequência, em MHz
Quadro 3.6 – Níveis de segurança recomendados pela associação ACGIH.
3.3.10. Normas FCC Este organismo norte-americano, Federal Communications Commission, foi
criado em 1934 como uma agência reguladora, com a finalidade de controlar e
regular as comunicações rádio e por fios, tendo vindo a ser a responsável pelo
licenciamento dos sistemas de comunicações nos Estados Unidos, daí estar
igualmente envolvida de uma forma directa na segurança associada à
utilização das tecnologias de comunicações.
No quadro 3.7 mostram-se os limites gerais recomendados, e no quadro 3.8 os
limites recomendados para a taxa específica de absorção SAR na totalidade do
corpo humano ou em parte, para uma gama de frequências entre 100 kHz e 6
GHz.A alteração mais significativa desta norma em relação às anteriores,
consiste no facto da SAR admissível para telefones celulares ser de 1,6 W/kg.
Previamente, os telefones celulares poderiam exceder o limite máximo de
exposição permitido (LME), se a sua potência radiante fosse inferior a
1,4 x 450/f, sendo f a frequência de operação em MHz. Para a maioria dos
telefones celulares comercializados, essa potência radiante corresponde apro-
ximadamente a um valor de 0,6 W. Relativamente aos limites recomendados
expostos no quadro 3.8 e, tal como em relação ao Relatório nº 86 – 1986 do
National Council on Radiation Protection and Measurements, ao compararem-
157
se os valores aconselháveis para locais públicos com os valores homólogos
aconselháveis em locais ocupacionais, constata-se que a razão entre eles é
igual a 1/5, devido ao facto de se considerar que a exposição para o público em
geral é de 7 dias por semana x 24 horas por dia = 168 horas por semana, e
para os locais de trabalho, de 5 dias por semana x 8 horas de trabalho por dia
= 40 horas por semana, tendo-se assim a seguinte relação:
SAR (locais públicos) = (40 / 168) x SAR (locais ocupacionais)
Frequência (MHz)
Campo eléctrico
(V/m)
Campo magnético
(A/m)
Densidade de potência (mW/cm2)
Tempo médio de exposição
(min)
Locais ocupacionais
0,3 – 30 614 1,63/f 100 6
3 – 30 1824/f 4,89/f 900/f 2 6
30 – 300 61,4 0,163 1,0 6
300 – 1500 ----- ----- f/300 6
1500 - 100000 ----- ----- 5,0 6
Locais públicos
0,3 – 1,34 614 1,63 100 30
1,34 – 30 1824/f 2,19/f 180/f 2 30
30 – 300 27,5 0,073 0,2 30
300 – 1500 ----- ----- f/1500 30
1500 - 100000 ----- ----- 1,0 30
f – frequência, em MHz
Quadro 3.7 – Níveis de segurança recomendados pelo organismo FCC.
Locais ocupacionais Locais públicos
< 0,4 W/kg para todo o corpo < 0,08 W/kg para todo o corpo
≤ 8 W/kg para partes do corpo ≤ 1,6 W/kg para partes do corpo
Quadro 3.8 – Níveis de segurança recomendados pelo organismo FCC, para
exposição localizada do corpo humano, na gama de 100 kHz a 6 GHz.
3.3.11. Normas Canadianas O Ministério da Saúde Canadiano tem vindo a desenvolver diversas recomen-
dações e normas de segurança com o objectivo de proteger os seus cidadãos
158
contra os efeitos das radiações RFR, na gama de frequências entre 3 kHz e
300 GHz, tendo, em 1979, publicado o primeiro Safety Code 6, alterado suces-
sivamente em 1991, 1994 e 1999, mostrando-se no quadro 3.9 os respectivos
limites recomendados, limites esses definidos com base numa análise
exaustiva realizada a todos os trabalhos de investigação realizados nos últimos
30 anos, relativos aos efeitos biofísicos dos campos electromagnéticos.
Adicionalmente, apresenta-se no quadro 3.10 os limites da SAR relativos a
locais ocupacionais e a locais públicos, verificando-se a existência do factor 1/5
entre valores homólogos, devido aos factos apontados anteriormente, e no
quadro 3.11 apresentam-se os limites recomendados para as correntes
induzidas e para as correntes de contacto, assim como os tempos médios de
exposição, também para locais ocupacionais e para locais públicos. Saliente-se
que os valores expostos nestes quadros referem-se ao Safety Code 6.
Os níveis de exposição relativos aos locais públicos, definidos neste código
normativo, são baseados em estudos inerentes aos efeitos térmicos, estudos
esses que demonstram uma tolerância às densidades de potência de
exposição, para diversas rádio-frequências, antes da temperatura do corpo
aumentar de 1 oC dentro de uma exposição de 30 minutos.
3.3.12. Normas Japonesas As suas normas baseiam-se em parâmetros biológicos tais como a SAR e as
correntes induzidas no corpo humano, sendo os limites para a SAR de 0,4
W/kg para 6 minutos de exposição relativa a todo o corpo, e de 8 W/kg
relativamente ao valor máximo local da SAR dentro de 1 g de tecido, excepto
extremidades e pele, onde a SAR limite é de 25 W/kg para 1 g de tecido
biológico.
3.3.13. Normas Chinesas Não existe muita informação relativa a trabalhos científicos publicados em
conferências ou em revistas internacionais, acerca das radiações de RF e seus
efeitos biofísicos, neste país. Contudo, pelo pouco que é divulgado, os limites
máximos aconselháveis para locais públicos são extremamente mais restritivos
que os recomendados nos Estados Unidos, tendo-se 5,0 V/m ou 6,6 µW/cm2, a
900 MHz.
159
Frequência (MHz)
Campo eléctrico
(V/m)
Campo magnético
(A/m)
Densidade de potência (mW/cm2)
Tempo médio de exposição
(min)
Locais ocupacionais
0,003 – 1 600 4,9 ----- 6
1 – 10 600/f 4,9/f ----- 6
10 – 30 60 4,9/f ----- 6
30 – 300 60 0,163 10 6
300 – 1500 3,54 f 0,5 0,0094 f 0,5 f/30 6
1500 – 15000 137 0,364 50 6
15000 - 150000 137 0,364 50 616000/f 1,2 150000 - 300000 0,354 f 0,5 9,4 x 10-4 f 0,5 3,33 x 10-4 f 0,5 616000/f 1,2
Locais públicos
0,003 – 1 280 2,19 ----- 6
1 – 10 280/f 2,19/f ----- 6
10 – 30 28 2,19/f ----- 6
30 – 300 28 0,037 2 6
300 – 1500 1,585 f 0,5 0,0042 f 0,5 f/150 6
1500 – 15000 61,4 0,163 10 6
15000 - 150000 61,4 0,163 10 616000/f 1,2 150000 - 300000 0,1584 f 0,5 4,21 x 10-4 f 0,5 6,67 x 10-5 f 616000/f 1,2
f – frequência, em MHz
Quadro 3.9 – Níveis de segurança recomendados pela norma Safety Code 6.
Locais ocupacionais Locais públicos
0,4 W/kg para todo o corpo 0,08 W/kg para todo o corpo
8 W/kg para a cabeça, pescoço, tronco 1,6 W/kg para a cabeça, pescoço, tronco
20 W/kg para os membros 4 W/kg para os membros
Quadro 3.10 – Níveis de segurança recomendados pela norma Safety Code 6,
para exposição localizada do corpo humano.
3.3.14. Normas Australianas e Neo-Zelandezas Na Austrália, a sua regulamentação recomendava, para as frequências na
gama das comunicações celulares, e em locais públicos, um limite de 0,2
mW/cm2, valor este 2 a 6 vezes mais reduzido que os valores aconselháveis
160
pelas normas americanas ANSI, ICNIRP e NCRP. Essa legislação foi revista,
sendo os actuais limites de 0,45 mW/cm2 para 900 MHz e 0,90 mW/cm2 para
1800 MHz.
Quanto à Nova Zelândia, em 1990 adoptou o limite máximo de exposição de
0,2 mW/cm2, sendo no entanto esse limite de 0,05 mW/cm2 nas cidades de
Auckland e de Christchurch.
Frequência (MHz)
Correntes induzidas (mA) Correntes de contacto (mA)
Tempo médio de exposição ambos os pés cada pé
Locais ocupacionais
0,003 – 0,1 2000 f 1000 f 1000 f 1 seg
0,1 - 110 200 100 210 6 min
Locais públicos
0,003 – 0,1 900 f 450 f 450 f 1 seg
0,1 - 110 90 45 45 6 min
f – frequência, em MHz
Quadro 3.11 – Níveis de segurança recomendados pela norma Safety Code 6,
para correntes RF induzidas e de contacto, no corpo humano.
3.3.15. Normas Russas e da Europa de Leste No quadro 3.12 mostram-se os limites para o campo eléctrico e para o campo
magnético, relativos a locais ocupacionais e a locais públicos, que se encon-
travam em vigor na União Soviética, antes da sua transformação política numa
confederação de repúblicas independentes, notando-se a não existência de
limites para o campo magnético em locais públicos.
Para locais ocupacionais, e para a gama de frequências entre 300 MHz e 300
GHz, o limite máximo para a densidade de potência era de 1 mW/cm2,
enquanto que, para locais públicos, era 100 vezes inferior, ou seja, 0,01
mW/cm2.
Por sua vez, no quadro 3.13 mostram-se os limites recomendados para locais
ocupacionais e para locais públicos, estabelecidos a partir de 1996 na Rússia,
continuando a não existir limites para o campo magnético em locais públicos.
Quanto aos limites admissíveis para o campo eléctrico relativo a frequências de
TV, tem-se:
161
48,4 MHz 5 V/m
88,4 MHz 4 V/m
192 MHz 3 V/m
300 MHz 2,5 V/m
Para equipamentos de radar, na gama entre 150 MHz e 300 MHz, os limites
são de 10 µW/cm2 nas zonas muito próximas, e de 100 µW/cm2 em zonas mais
afastadas. Saliente-se que a ex-União Soviética foi dos primeiros países a
detectar e a desenvolver investigação relativamente aos efeitos nocivos
derivados da exposição a campos electromagnéticos, em todo o espectro de
frequências de radiação não-ionizante. Como se pode observar no capítulo 1
deste livro, desde muito cedo que os efeitos da exposição a linhas de muito alta
tensão concentraram a atenção das autoridades, no sentido de minimizarem os
potencias riscos, elaborando regulamentação adequada.
Frequência (MHz)
Campo eléctrico (V/m)
Campo magnético (A/m)
Locais ocupacionais
0,06 – 1,5 50 5
1,5 – 3 50 -----
3 – 30 20 -----
30 – 50 5 -----
300 - 300000 0,125 -----
Locais públicos
0,03 – 0,3 25 -----
0,3 – 3 15 -----
3 – 30 10 -----
30 - 300 3 -----
Quadro 3.12 – Níveis de segurança recomendados pelas normas da URSS.
3.3.16. Normas IRPA Este organismo internacional, International Radiation Protection Association,
iniciou as suas actividades em 1964, sendo o seu propósito principal
providenciar um meio de comunicação entre todos os países que se encontram
162
a elaborar regulamentação e normas de segurança, para que possam trabalhar
mais facilmente a partir de uma base científica já estabelecida.
Em 1981 sugeriu que as densidades de potências não fossem superiores a 10
mW/cm2 em locais ocupacionais, ao longo de um dia completo de trabalho,
recomendando valores mais reduzidos para os níveis de exposição em locais
públicos. Em 1984, as suas recomendações foram revistas, sendo acon-
selhável, para esses locais e para frequências superiores a 10 MHz, não
ultrapassar 0,4 W/kg para uma exposição de corpo inteiro durante 6 minutos.
Quanto aos locais públicos, recomenda um limite 5 vezes inferior, isto é, de
0,08 W/kg, igualmente para uma exposição de corpo inteiro com uma duração
máxima de 6 minutos.
Locais ocupacionais
Frequência (MHz)
Campo eléctrico (V2/m2)
Campo magnético (A2/m2)
0,03 – 3 20000 200
3 – 30 7000 -----
30 – 50 800 0,72
50 - 300 800 -----
300 MHz – 300 GHz 200 μW/cm2
Locais públicos
Frequência Campo eléctrico (V/m)
Campo magnético (A/m)
30 kHz – 300 kHz 25 -----
300 kHz – 3 MHz 15 -----
3 MHz – 30 MHz 10 -----
30 MHz – 300 MHz 3 -----
300 MHz – 300 GHz 10 μW/cm2
Quadro 3.13 – Níveis de segurança recomendados pelas normas da Rússia.
3.3.17. Normas ICNIRP Este organismo internacional, criado em 1992, tem como missão coordenar os
conhecimentos sobre a protecção à exposição aos vários tipos de radiações
não-ionizantes, com a finalidade de desenvolver recomendações e normas de
segurança que sejam reconhecidas e aceites internacionalmente.
163
Em Abril de 1998 publicou as suas recomendações acerca dos limites a
respeitar no que toca à exposição a radiações de RF numa gama de
frequências até 300 GHz, limites esses baseados num conjunto relativamente
alargado de estudos e relatórios científicos.
As suas recomendações incluem um factor de redução de 5, no máximo valor
da taxa de absorção específica SAR em locais públicos, comparativamente aos
valores máximos a observar em locais ocupacionais, como sucede com outros
regulamentos explicitados anteriormente. A razão desse factor de redução
prende-se com o facto da forte possibilidade de existirem pessoas bastante
sensíveis aos efeitos da radiação RFR, apesar de não haver provas científicas
conclusivas.
Para frequências até 1 kHz, em locais ocupacionais, a restrição relativa a
campos eléctricos e magnéticos corresponde a uma densidade de corrente de
10 mA/m2, densidade esta que depende da frequência para valores superiores
a 1 kHz.
Para locais ocupacionais, e para frequências entre 100 kHz e 10 GHz, o limite
recomendado é de 0,4 W/kg para uma exposição de corpo inteiro, sendo, para
locais públicos, 5 vezes inferior, ou seja, de 0,08 W/kg.
3.3.18. Norma CENELEC EN 50392 : 2004 Em Janeiro de 2004 o European Committee for Electrotechnical Standar-
dization (CENELEC) publicou esta norma, no sentido de demonstrar a
observância dos equipamentos eléctricos e electrónicos com as restrições
básicas relacionadas com a exposição humana a campos electromagnéticos
entre 0 Hz e 300 GHz.
Esta norma considera os níveis de exposição do público em geral a campos
eléctricos e magnéticos, assim como a correntes de contacto e a correntes
induzidas.
De um modo geral, aborda: 1) os critérios de observância, os métodos de
avaliação, e os relatórios a elaborar, 2) a avaliação da observância dos limites
aconselhados, 3) a definição das características dos equipamentos que devem
ser tidas em atenção, 4) as fontes de frequências múltiplas, 5) as informações
de segurança para o público, que deverão constar nos respectivos
equipamentos.
164
3.3.19. Regulamentação na União Europeia Em 8 de Junho de 1999, o European Union Health Council, com o suporte do
governo do Reino Unido, estabeleceu recomendações com o objectivo de
limitar as exposições a campos electromagnéticos, especialmente à radiação
emitida por telefones celulares, propondo essas recomendações, para locais
públicos, uma SAR de 0,2 W por 10 g de tecido da cabeça e 0,08 W/kg para
todo o corpo.
Veja-se seguidamente as recomendações estabelecidas por alguns dos países
da União Europeia:
• Bélgica. As suas normas aconselham, para a intensidade do campo
eléctrico, limites de 21 V/m para 900 MHz e de 29 V/m para 1800 MHz.
• Itália. Neste país, as normas impõem, para as frequências dos telefones
celulares, uma densidade de potência de 0,10 mW/cm2 e, para as
situações onde a exposição exceda 4 horas por dia, esse limite deve ser
reduzido para 0,010 mW/cm2. Por outro lado, as administrações
regionais dispõem de poder para reduzir ainda mais aqueles limites,
havendo regiões onde os limites são 4 vezes inferiores (0,0025 mW/m2).
Por exemplo, o limite para as torres de transmissões celulares e de
radiodifusão, é de 6 V/m ou 10 μW/cm2; para outras exposições de RF e
de microondas é 100 μW/cm2 para frequências entre 3 MHz e 3 GHz e,
para a gama entre 3 GHz e 300 GHz, é 400 μW/cm2.
• Suécia. O nível permitido para a densidade de potência, a 900 MHz, e
para locais públicos, é de 4,5 W/m2 ou de 41 V/m para o campo elé-
ctrico, sendo os limites admissíveis para os locais ocupacionais cinco
vezes superiores, como sucede nas normas americanas e canadianas.
• Suíça. Para os transmissores de comunicações sem fios, o limite
admissível é de 4 V/m (0,0042 mW/cm2) a 900 MHz, e de 6 V/m (0,0095
mW/cm2) a 1800 MHz. Para transmissores de radiodifusão e de TV, o
limite de exposição está entre 3 V/m e 8,5 V/m (0,0024 mW/cm2 e 0,019
mW/cm2).
• Reino Unido. Os limites referentes à exposição a radiação RFR são de
112 V/m e 0,57 mW/cm2 para 900 MHz, e de 194 V/m e 1 mW/cm2 para
165
1800 MHz, sendo os tempos médios de exposição de 15 minutos para
todo o corpo, e de 6 minutos para uma exposição parcial.
Em 29 de Abril de 2004, o Council of the European Parliament publicou a
Directiva Comunitária 2004/40/EC, que se baseia nas restrições básicas do
ICNIRP, e diz respeito fundamentalmente aos riscos potenciais, de curto prazo,
a que se encontram sujeitos os trabalhadores, não considerando os efeitos de
longa duração.
Esta directiva diferencia os limites máximos de exposição dos valores das
grandezas que são induzidas pelos efeitos da exposição. No quadro 3.14
mostram-se os limites máximos aconselháveis, enquanto que no quadro 3.15
encontram-se expostos os valores das grandezas induzidas. Esta diferenciação
resulta do facto dos valores destas últimas grandezas serem mais facilmente
calculáveis. Por conseguinte, se estes valores, expostos no quadro 3.15, não
forem excedidos, pode-se assumir que os limites do quadro 3.14 também não
foram excedidos.
Frequências Densidade de corrente na cabeça e no tronco (mA/m2)
SAR média em todo o
corpo (W/kg)
SAR localizada
na cabeça e no tronco
(W/kg)
SAR localizada
nos membros
(W/kg)
Densidade de potência
(W/m2)
≤ 1 Hz
40 ------ ------ ------ ------
1 – 4 Hz
40 / f ------ ------ ------ ------
4 – 1000 Hz
10 ------ ------ ------ ------
1000 Hz – 100 kHz
f / 100 ------ ------ ------ ------
100 kHz – 10 MHz
f / 100 0,4 10 20 ------
10 MHz – 10 GHz
------ 0,4 10 20 ------
10 GHz – 300 GHz
------ ------ ------ ------ 50
Quadro 3.14 – Níveis de segurança recomendados pela Directiva
Europeia 2004/40/EC.
166
Frequências Intensidade do campo eléctrico
(V/m2)
Intensidade do campo magnético
(A/m2)
Densidade de potência para uma
onda plana equivalente
(W/m2)
Corrente de contacto
(mA)
Corrente induzida nos
membros (mA)
0,1 – 1 MHz
610 1,6 / f ------ 40 ------
1 – 10 MHz
610 / f 1,6 / f ------ 40 ------
10 – 110 MHz
61 0,16 10 40 100
110 – 400 MHz
61 0,16 10 ------ ------
400 – 2000 MHz
3 f 1/2 0,008 f 1/2 f / 40 ------ ------
2 – 300 GHz
137 0,36 50 ------ ------
Quadro 3.15 – Níveis de segurança das grandezas induzidas recomendados pela
Directiva Europeia 2004/40/EC.
3.3.20. Factores de Segurança Em termos científicos históricos, fixou-se inicialmente um factor de segurança
igual a 10, baseado numa exposição de 0,1 W/cm2, valor este obtido tendo em
atenção um indivíduo do sexo feminino com uma massa de 70 kg e com uma
área superficial total de 3000 cm2. Posteriormente, concluiu-se não só que esta
área superficial é bastante mais elevada, próxima de 20000 cm2, mas também
que o efeito da radiação, correspondente àquele valor inicial, era 20 vezes mais
elevado que o suportável pelo corpo humano, daí que o valor normalizado
tivesse sido reduzido para 10 mW/cm2, ou seja, 10 vezes inferior. Saliente-se
que este limite representou a base para a recomendação C95.1, de 1966.
De um modo geral, as regulamentações e normas em vigor incluem logo à
partida, na sua elaboração, um factor de segurança que conduz aos limites
máximos apresentados, de uma forma em que esses limites correspondem a
níveis de exposição bastante mais reduzidos que aqueles que efectivamente se
verificam na realidade, em locais onde poderão ocorrer efeitos perigosos para a
saúde humana. Como se compreende, os factores de segurança utilizados na
elaboração da regulamentação reflectem as incertezas existentes no que
167
concerne não só ao desconhecimento científico dos mecanismos de interacção
entre a radiação electromagnética e os tecidos biológicos, mas também, como
consequência, ao desconhecimento dos níveis exactos de radiação acima dos
quais se manifestam efeitos potencialmente perigosos.
Além disso, estes factores de segurança, cujos valores se podem situar entre
10 e 1000, são igualmente introduzidos no sentido de se ter em linha de conta
a diferença de sensibilidade do organismo humano aos efeitos das radiações,
ou seja, são atribuídos também com o objectivo de proteger as pessoas mais
sensíveis aos campos electromagnéticos. Na prática, a maioria dos regula-
mentos e normas de segurança publicados adoptam, para o estabelecimento
dos limites máximos de segurança em locais públicos, um factor de segurança
com o valor 50.
3.3.21. Taxa de Absorção Específica Como se salientou no capítulo 1, a SAR relativa ao corpo humano não
consegue ser medida directamente. Na prática, contudo, pode ser determinada
empirica ou teoricamente, a despeito das limitações das metodologias utili-
zadas. Por conseguinte, como se tem, respectivamente:
ρσ 2ESAR =
dtTdCSAR =
conclui-se assim que existem duas alternativas para o cálculo da SAR, ou seja,
através da medição do valor da intensidade do campo eléctrico, ou da medição
do valor da temperatura dos tecidos biológicos, cálculo esse que tem em
consideração as propriedades electromagnéticas dos tecidos biológicos, como
é o caso das suas constantes dieléctricas e das suas condutividades eléctricas,
sendo de salientar que a fiabilidade dos valores obtidos, maioritariamente in
vivo, depende das técnicas de medição utilizadas.
Na prática, para melhor se caracterizar os potenciais efeitos térmicos da
radiação electromagnética, definem-se e avaliam-se dois tipos de SAR: 1) o
valor médio no corpo inteiro, e 2) o valor de pico local, quando a potência
absorvida se encontra confinada a uma determinada região do corpo, como
168
sucede com a cabeça quando se utiliza um telefone celular. O valor máximo da
SAR no corpo inteiro ocorre para a frequência de ressonância, normalmente
situada entre 60 MHz e 80 MHz, e que depende da dimensão do corpo e da
sua orientação face aos campos eléctricos e magnéticos incidentes, ou seja, da
sua orientação relativamente às ondas electromagnéticas incidentes.
Ambos as variantes de SAR – corpo inteiro e partes localizadas –, são
calculadas em termos de valores médios, para um determinado intervalo de
tempo e para uma massa de tecido biológico, de forma cúbica, com 1 g ou com
10 g, sendo a SAR de 1 g a representação mais precisa da energia de RF
localizada assim como a melhor medida da sua distribuição.
Adicionalmente, a SAR localizada é baseada nas estimativas obtidas a partir da
SAR média de corpo inteiro, considerando um factor de segurança de 20.
Nos quadros 3.16 a 3.18 mostram-se, em termos comparativos, os níveis
máximos recomendados da SAR, relativos a diversas normas.
Normas Gama de frequências
SAR para o corpo inteiro
Locais públicos Locais ocupacionais
W/kg Tempo de exposição
(min)
W/kg Tempo de exposição
(min)
ARPANSA 100 kHz – 6 GHz
0,08 6 0,4 6
MCTJ (1) 100 kHz – 6 GHz
0,04 6 0,4 6
Safety Code 6
100 kHz – 10 GHz
0,08 6 0,4 6
ICNIRP 100 kHz – 6 GHz
0,08 6 0,4 6
FCC 100 kHz – 6 GHz
0,08 30 0,4 6
NRPB 100 kHz – 6 GHz
0,4 15 0,4 15
ANSI/IEEE 100 kHz – 6 GHz
0,08 30 0,4 6
(1) – Ministério dos Correios e Telecomunicações do Japão.
Quadro 3.16 – Valores da SAR para o corpo inteiro, para diversas normas de
segurança.
169
Relativamente aos valores da SAR para o corpo inteiro, constata-se o seguinte:
• Para locais públicos, o valor predominante é 0,08 W/kg, exceptuando as
normas japonesas MCTJ (0,04 W/kg), que são as mais seguras, e as
inglesas NRPB que, com 0,4 W/kg, são as mais permissivas.
• Para locais ocupacionais, o limite máximo admissível é o mesmo, isto é,
0,4 W/kg.
• Para locais públicos, o tempo médio de exposição é de 6 minutos,
exceptuando as normas americanas FCC e ANSI/IEEE, com 30 minutos,
e as inglesas NRPB, com 15 minutos.
• Para locais ocupacionais, todas as normas impõem 6 minutos de
exposição, excepto as inglesas NRPB, com 15 minutos.
• As normas inglesas NRPB, além de recomendarem o nível de SAR mais
elevado, não diferenciam locais públicos de locais ocupacionais.
• Por exemplo, comparando as normas mais rigorosas com a norma
inglesa, tem-se, em termos comparativos, respectivamente:
(0,04 W/kg) x (6 minutos) = 0,24 W/kg x min (público)
(0,4 W/kg) x (15 minutos) = 6,00 W/kg x min (público e ocupacional)
(0,4 W/kg) x (6 minutos) = 2,40 W/kg x min (ocupacional)
• O limite aceite para a SAR relativa ao corpo inteiro é 0,08 W/kg para
locais públicos, e 0,4 W/kg para locais ocupacionais, valores esses
baseados numa SAR de 4 W/kg, considerada como sendo o nível acima
do qual se detectaram efeitos nocivos. Note-se que o factor de segu-
rança adoptado é igual a 50 para o público, e de 10 para os locais
ocupacionais. Note-se que, como foi salientado anteriormente, a razão
entre os limites da SAR para locais públicos e locais ocupacionais, é
igual a 1/5.
Relativamente aos quadros 3.17 e 3.18, relativos respectivamente aos limites
da SAR para a cabeça e para os membros, constata-se o seguinte:
• Para a SAR localizada na cabeça, o limite mínimo de 1,6 W/kg sobre 1 g
de tecido é aceite nos Estados Unidos, enquanto que o limite de 2 W/kg
para 10 g de tecido, desenvolvido pelo ICNIRP é comum na Europa,
170
Austrália, Japão e noutros países. Todavia, dizer-se qual destes dois
limites é o mais seguro tem gerado alguma controvérsia.
• Para a SAR localizada nos membros, os limites recomendados são
iguais para todas as normas, exceptuando para a NRPB, que não
diferencia locais públicos de locais ocupacionais.
Saliente-se que, para frequências relativamente baixas, isto é, situadas entre
0,1 MHz e 10 MHz, a energia electromagnética absorvida é menos importante
que a densidade de corrente, ou a corrente total, induzidas nos tecidos
biológicos pelo campo eléctrico e pelo campo magnético, associados, e que
poderão afectar o sistema nervoso.
Normas Gama de
frequências
SAR localizada na cabeça
Locais públicos Locais ocupacionais
W/kg Tempo de expo-
sição (min)
Massa média
(g)
W/kg Tempo de expo-
sição (min)
Massa média
(g)
ARPANSA 100 kHz –
6 GHz
2 6 10 10 6 10
MCTJ (1) 100 kHz –
6 GHz
2 6 10 8 6 10
Safety Code
6
100 kHz –
10 GHz
1,6 6 1 8 6 1
ICNIRP 100 kHz –
6 GHz
2 6 10 10 6 10
FCC 100 kHz –
6 GHz
1,6 ------ 1 8 6 1
NRPB 100 kHz –
6 GHz
10 6 10 10 6 10
ANSI/ IEEE
100 kHz –
6 GHz
1,6 30 1 8 6 1
(1) – Ministério dos Correios e Telecomunicações do Japão.
Quadro 3.17 – Valores da SAR localizada na cabeça, para diversas normas de
segurança.
171
Normas Gama de
frequências
SAR localizada nos membros
Locais públicos Locais ocupacionais
W/kg Tempo de expo-
sição (min)
Massa média
(g)
W/kg Tempo de expo-
sição (min)
Massa média
(g)
ARPANSA 100 kHz –
6 GHz
4 6 10 20 6 10
MCTJ (1) 100 kHz –
6 GHz
------ ------ ------ ------ ------ ------
Safety Code
6
100 kHz –
10 GHz
4 6 10 20 6 10
ICNIRP 100 kHz –
6 GHz
4 6 10 20 6 10
FCC 100 kHz –
6 GHz
4 ------ 10 20 6 10
NRPB 100 kHz –
6 GHz
20 6 100 20 6 100
ANSI/ IEEE
100 kHz –
6 GHz
4 30 10 20 6 10
(1) – Ministério dos Correios e Telecomunicações do Japão.
Quadro 3.18 – Valores da SAR localizada nos membros, para diversas normas de
segurança.
172
BIBLIOGRAFIA
1. Livros
[1] – John D. Kraus, “Electromagnetics”. McGraw-Hill International Editions, Electrical Engineering Series, fourth edition, New York, USA, 1991.
[2] – Riadh W. Y. Habash, “Electromagnetic Fields and Radiation. Human Bioeffects and Safety”. Marcel Dekker, Inc., New York, USA, 2002.
[3] – Riadh W. Y. Habash, “Bioeffects and Therapeutic Applications of the Electromagnetic Energy”. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, Florida, USA, 2008.
[4] – Carlos M. P. Cabrita, “Efeitos Biológicos dos Campos Electroma-gnéticos e da Radiação”. Edição do autor, Universidade da Beira Interior, Covilhã, 2008.
[5] – Carlos M. P. Cabrita, “Efeitos Terapêuticos e Aplicações Médicas da Energia Electromagnética”. Edição do autor, Universidade da Beira Interior, Covilhã, 2008.
Como se pode constatar, esta bibliografia encontra-se ordenada por ordem
crescente do ano de publicação e, para o mesmo ano, por ordem alfabética do
primeiro nome dos autores. A estrutura deste nosso livro de apoio, no que
respeita aos conteúdos e às imagens e esquemas inerentes a todos os seus
capítulos baseia-se essencialmente nas referências [2] e [3], assim como nas
referências [4] e [5], complementando as obras do Professor Riadh Habash. A
referência [1], que constitui desde sempre uma obra clássica do
electromagnetismo, é bastante importante no que concerne ao estudo dos
campos electromagnéticos, incluindo o campo magnético terrestre e a
distribuição electromagnética na atmosfera, tendo contribuído para a escrita do
capítulo 1. Quanto aos restantes capítulos, isto é o 2 e o 3, a sua escrita
baseou-se nas referências [2] e [3], complementadas pelas referências [4] e [5]
relativamente a muitos dos assuntos abordados. Saliente-se que as referências
[2] e [3] repre-sentam obras de excelência na temática científica dos campos
electroma-gnéticos e sua influência sobre os sistemas biofísicos, e apresentam
um conjunto notável, e em grande quantidade, de referências bibliográficas que
incluem livros, artigos científicos, e relatórios médicos.
173
Com base em Habash, [2] e [3], apresenta-se seguidamente uma listagem de
revistas científicas especializadas na investigação dos efeitos biofísicos dos
campos electromagnéticos, assim como uma relação de diversos organismos
estrangeiros, relacionados com este tema.
2. Revistas Científicas
Advances in Electromagnetic Fields in Living Systems
American Journal of Epidemiology
American Journal of Public Health
Annals of Biomedical Engineering
Bioelectromagnetics
Biomedical Radioelectronics
Biophysical Journal
British Medical Journal
Cancer Causes and Control
Compliance Engineering
Computers in Biology and Medicine
Electromagnetic Fórum
Epidemiology
EPRI Journal
Health Physics
IEEE Proceedings in Medicine and Biology Magazine
IEEE Transactions on Antenna and Propagation
IEEE Transactions on Biomedical Engineering
IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility
IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques
International Journal of Radiation Biology
174
Journal of Biological Chemistry
Journal of Comparative Physiology
Journal of Microwave Power
Journal of the American Medical Association
Journal of Theoretical Biology
Nature
New England Journal of Medicine
Physical Review
Physics Today
Proceedings of the National Academy of Sciences
Public Health
Radiation Research
Science
The Cancer Journal
Transmission and Distribution World
Wirelesseurope
3. Organismos Estrangeiros
Organismos Países Endereços na internet
Califórnia EMF Program USA www.dnai.com/~emf/
Coghill Research Laboratories Ltd
UK www.congresslab.demon. co.uk/
Electric Words Australia www.electric-words.com/
EM Bioprotection USA www.emxgroup.com/
EM Facts Consultancy Austrália www.tassie.net.au/emfacts/
EMF Effects USA www.thwww.com/mrwizard/ wizardEMF.HTM
175
EMF Guru USA www.emfguru.com/
EMF/RFR Bioeffects and Public Policy
USA www.wave-guide.org/
F.A.C.T.S. USA www.flipag.net/nopoles/
FEB Suécia www.feb.se/
Frequently Asked Questions on Cell Phone Antennas and Human Health
USA www.mcw.edu/gcrc/cop/cell-phone-health-FAQ/toc.html
Frequently Asked Questions on Power Lines and Cancer
USA www.mcw.edu/gcrc/cop/powerlines-cancer-FAQ/toc.html
Frequently Asked Questions on Static Electromagnetic Fields and Cancer
USA www.mcw.edu/gcrc/cop/static-fields-cancer-FAQ/toc.html
International EMF Project Suíça www.who.ch/emf/
Less EMF USA www.lessemf.com/emf-news.html
Microwave News USA www.microwavenews.com/
NEFTA USA kato.theramp.net/nefta/
NRPB UK www.nrpb.org.uk/
OSHA USA www.osha-slc.gov/SLTC/ radiofrequencyradiation/
Powerwatch UK www.powerwatch.org.uk/
Radiation and Health Physics USA www.umich.edu/~radinfo/
RF Safe USA www.rfsafe.com/
RF Safety Program USA www.fcc.gov/oet/rfsafety/
SARData USA www.sardata.com/
SARTest UK www.sartest.com/
