AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO HUMANA AO CAMPO ELETROMAGNÉTICO (10MHZ – 300GHZ)

FREQUÊNCIA DE RÁDIO (10 MHZ–300 GHZ)

O campo de radiofrequência tem um componente de campo elétrico e outro magnético. Os efeitos térmicos são os principais efeitos possíveis em humanos e sistemas biológicos. Eles são causados pela estimulação do movimento periódico de moléculas dipolo e portadores de carga, que podem se mover e girar livremente (por exemplo, moléculas de água em água, fluidos corporais ou tecidos contendo água). Durante este processo, os componentes do campo exercem uma ação de força sobre os grupos carregados das moléculas dipolo e portadores de carga, resultando em um torque que afeta todas as moléculas e faz com que os portadores de carga girem. O calor é gerado pelo atrito entre moléculas em rotação e/ou portadores de carga em movimento de outros átomos.

A frequência do campo, a força do campo e a composição do tecido no corpo (teor de água, gordura, proteína e sal) desempenham um papel importante em relação à quantidade de energia que é absorvida nos tecidos do corpo do campo de radiofrequência por meio da conversão de calor. Quanto maior a frequência do campo eletromagnético, mais forte a absorção na superfície do corpo, portanto, quanto maior a frequência, menor a distância que o campo pode penetrar no corpo. A profundidade de penetração relativa é definida como o ponto no tecido em que um campo eletromagnético atinge apenas aproximadamente 37% de sua amplitude de saída. No entanto, a profundidade absoluta de penetração, ou seja, quão profundo o campo pode penetrar no corpo, também depende da intensidade do campo de saída. A profundidade absoluta de penetração é geralmente maior quando a intensidade do campo de saída é alta em comparação com uma intensidade de campo de saída baixa.

As propriedades elétricas do tecido, como condutividade, são governadas pela composição do tecido e distribuição de moléculas de água, íons e outras moléculas. Isso influencia o nível de absorção do campo em diferentes tecidos. Uma condutividade mais elevada devido a um maior teor de água ou sal, aumenta a interação do campo com o tecido e, portanto, o efeito térmico. Assim, o aquecimento dos tecidos não aumenta constantemente de fora para dentro do corpo, em vez disso, existem áreas no corpo com maior aquecimento local (os chamados pontos quentes) e áreas com menor aquecimento em comparação com os tecidos circundantes. Ossos e tecido adiposo, por exemplo, são aquecidos menos que outros tecidos devido ao seu baixo teor de água. A profundidade de penetração está associada ao efeito térmico dependente do tecido. É maior no cérebro, tecido adiposo e ósseo do que no tecido muscular (ver Figura), pois o tecido muscular absorve o campo em maior extensão e, portanto, a energia do campo é convertida em calor com mais eficiência. A profundidade média de penetração dos campos é, por exemplo, aproximadamente 1,5 – 0,5 cm no tecido muscular na banda inferior de GHz (faixa de frequência 0,5 – 2,5 GHz, usada em comunicações móveis e fornos de microondas), e acima de 10 GHz, é apenas cerca de 0,2 mm e menos.

Na absorção de corpo inteiro, a magnitude da interação do campo com o corpo (o chamado acoplamento), ou seja, a quantidade de energia do campo que realmente afeta o corpo e contribui para o aquecimento, depende da ressonância dependente da frequência de todo o corpo. Para adultos, a faixa de ressonância para absorção máxima é aproximadamente entre 30 e 100 MHz (ver Figura) porque as dimensões do corpo e o comprimento de onda do campo estão na mesma ordem de grandeza (o chamado efeito antena, que ocorre quando a altura do corpo corresponde à metade do comprimento de onda – por exemplo, com uma altura corporal de 1,80 m, é um campo de 83,3 MHz com um comprimento de onda de 3,60 m). Também a postura desempenha um papel importante nesse contexto (por exemplo, em pé, sentado, braços esticados). Assim, a altura do corpo e a postura influenciam a absorção corporal de campos de radiofrequência na faixa de ressonância. Isso implica que a frequência ressonante das crianças é maior do que a frequência ressonante dos adultos devido ao seu tamanho menor (por exemplo, a absorção máxima para 1,00 m de altura corporal é de 150 MHz).

No entanto, em um alcance próximo a fontes de campo com frequências de aproximadamente 300 MHz e superiores, a absorção ocorre cada vez mais apenas em partes do corpo (absorção parcial do corpo) como resultado da diminuição dos comprimentos de onda nessas frequências em comparação com as dimensões do corpo e a proximidade do transmissor, por exemplo, um telefone celular, ao corpo (ver Figuras “absorção de campos de radiofrequência” e “absorção parcial do corpo na cabeça”). Ainda assim, se a fonte de campo nessas frequências estiver distante (condições de campo distante, por exemplo, no caso de antenas de comunicações móveis), uma pequena fração da energia transmitida é absorvida por todo o corpo (absorção do corpo inteiro). Assim, a absorção de todo o corpo também ocorre acima de 300 MHz se a fonte de campo estiver localizada longe do corpo. Com frequência crescente, apenas os tecidos superficiais do corpo são afetados por isso devido às razões elucidadas.

Absorção parcial do corpo na cabeça durante o uso do celular. Os valores mais altos de SAR são encontrados na área amarela ao redor da orelha nas camadas externas da cabeça. O nível de absorção diminui fortemente para o interior da cabeça. Nas áreas pretas, a absorção é 100.000 vezes menor do que nas camadas externas. Pontos quentes e áreas de tecido menos absorventes também são visíveis.

Para a determinação e avaliação da absorção de campo no corpo, a taxa de absorção específica (SAR) é usada na faixa de frequência de 3 kHz a 10 GHz.