UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Departamento de Ingeniería de Comunicaciones

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1 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Departamento de Ingeniería de Comunicaciones ESTUDIO Y MEDIDAS DE LOS NIVELES DE RADIACION ELECTROMAGNETICA EMITIDOS POR ESTACIONES BASE DE TELEFONIA MOVIL EN LA CIUDAD DE SANTANDER INFORME PARA EL AYUNTAMIENTO DE SANTANDER Equipo Técnico: Constantino Pérez Vega. Dr. Ing. de Telecomunicación Luis Fernando Herrán Ontañón. Ing. de Telecomunicación. Manuel Lobeira Rubio. Ing. de Telecomunicación César Barquinedo Gómez. Ing. de Telecomunicación Juan Carlos González Solana. Ing. Tec. de Telecomunicación Dirección: José Luis García García Catedrático de Teoría de la Señal y Comunicaciones Departamento de Ingeniería de Comunicaciones Universidad de Cantabria Santander, Diciembre de 2001

2 INDICE Introducción 1. Características de la radiación electromagnética emitidos por las antenas 1.1 Forma en que radian las antenas Cantidad de potencia radiada por una antena y número de canales Densidad de flujo de potencia Tasa de absorción específica (SAR) Distancia de seguridad a una antena Verificacion de los niveles de radiacion emitidos por antenas de estaciones base de telefonia movil en Santander 2.1 Criterio general aplicado para las mediciones Mediciones en la cercanía inmediata de las antenas Mediciones en entornos cercanos a las antenas Distribución de la densidad de potencia de RF en la ciudad de Santander Equipos de medida Procedimiento de medida Consideraciones generales Mediciones en campo cercano Mediciones en el entorno vecino a las antenas Mediciones de otras fuentes de radiación electromagnética en el medio ambiente de Santander Qué se midió realmente? Niveles críticos Lugares de medición y niveles registrados Cazoña. Residencia Caja Cantabria Cazoña. Colegio Jesús Cancio Cazoña. Estacionamiento anexo al edificio de Caja Cantabria, en la calle Gerardo Diego Cazoña. Plaza Manuel Llano Cazoña. Edificio frente a la Residencia Caja Cantabria Cazoña. Edificio en la Av. Cardenal Herrera Oria, 31-A Marqués de la Hermida, 72. Edificio Castilla Edificio en Marqués de la Hermida Nº Edificio de Telefónica en la calle General Dávila Instituto Villajunco Numancia. Estación base de Telefónica Numancia. Colegio Cumbres Numancia. Colegio Numancia Numancia. Edificio en la calle Cisneros, frente a Telefónica. 28

3 Calle Santa Lucía Nº Edificio Piquio Estación base en San Fernando Nº Estación base en la calle Ruamayor Nº Cuadro Resumen de las medidas en entornos cercanos o inmediatos a las antenas Distribucion de los niveles de radiacion electromagnetica entre 100 Khz y 3 Ghz en la ciudad de Santander. 3.1 Introducción Zona de la calle Castilla Avenida de los Castros Zona de Cuatro Caminos Zona de General Dávila Este Zona de General Dávila Oeste Zona de las Estaciones Zona de la Gándara Zona de Isabel II Zona del Colegio La Salle Zona de Lope de Vega Zona de La Marga Zona de Menéndez Pelayo Zona de Numancia Zona aledaña a la glorietas de los Osos, Juzgados y Hospital-Residencia Cantabria Zona del Paseo Marítimo Zona del Paseo Pereda Zona de la Av. Cardenal Herrera Oria Este Calle Ruamayor Av. Cardenal Herrera Oria Oeste Zona de la Av. Valdecilla y la Plaza de Toros Zona de las calles Vargas y San Fernando Distribución de la potencia radiada en Santander Análisis estadístico de las muestras Conclusiones. 63 Anexo I Certificados de calibración de los equipos de medida. Anexo II Estudio realizado por la Universidad Politécnica de Cataluña en Barcelona

4 INTRODUCCION El objeto de este Estudio es la verificación de los niveles de potencia radiados por las estaciones base de telefonía móvil en la ciudad de Santander, basada en mediciones realizadas tanto en estaciones base y sus alrededores, como en áreas amplias de la ciudad. Algunas de las mediciones se hicieron en lugares particularmente sensibles como son colegios y residencias geriátricas, otras en edificios y viviendas que se consideraron particularmente expuestos a la radiación electromagnética o en sitios en que las comunidades de vecinos han manifestado inquietudes sobre los peligros potenciales que pueden representar las antenas desde el punto de vista de la cantidad de potencia que radian. El Estudio consta de cuatro partes: la primera trata de las características de la radiación electromagnética emitida por las antenas desde un punto vista general, pero aplicado a las estaciones base de telefonía móvil. Se describe la forma en que radian las antenas y los procedimientos de cálculo que se aplican para estimar los niveles de potencia radiada, así como los parámetros empleados para cuantificar los niveles de radiación: la densidad de flujo de potencia y la tasa o índice de absorción específica, presentando también las distancias de seguridad para los niveles de referencia establecidos en la legislación actual. En la segunda parte del Estudio se detallan las mediciones y niveles de densidad de potencia registrados en 18 zonas específicas cercanas a estaciones base. En las mediciones se utilizaron hasta cuatro medidores distintos, repitiendo las mediciones en algunos casos hasta cuatro veces en diferentes días y a diferentes horas del día, ya que los niveles radiados pueden variar de acuerdo a la intensidad del tráfico telefónico según la hora del día. Se informa también de mediciones realizadas sobre las señales de televisión radiadas por el Centro Emisor de Retevisión en Peña Cabarga, a fin de contrastar estos niveles con los de las estaciones base de telefonía móvil. En la sección 3 de este documento se informa de las mediciones realizadas en áreas amplias de Santander, en que se tomaron un total de más de 3300 muestras de densidad de potencia. Esto ha servido para estimar los niveles medios de densidad de potencia de radiofrecuencia que se pueden esperar a nivel de la calle, así como de las probabilidades de que los habitantes de Santander reciban niveles elevados de potencia radiada. Las conclusiones del Estudio se resumen en la sección 4 y, en ningún caso de los medidos, se encontraron niveles que superen los establecidos como máximos en la legislación vigente. El Estudio no entra en aspectos como los posibles riesgos biológicos o daños a la salud humana. Este es un tema sumamente controvertido que requiere la concurrencia de otras disciplinas en el terreno de la medicina, la epidemiología y la biología molecular. En cualquier caso, y de acuerdo a la información disponible de numerosos estudios y organizaciones en diversos países, no existe hasta el momento ninguna evidencia de que los niveles de radiación electromagnética medidos en Santander constituyan riesgo alguno para la salud pública.

5 1 1. CARACTERISTICAS DE LA RADIACION ELECTROMAGNETICA EMITIDA POR LAS ANTENAS 1.1 Forma en que radian las antenas Las antenas radian energía en forma de campos electromagnéticos que siguen leyes físicas bien definidas y que permiten calcular, con buena precisión, la energía que incide sobre un punto o una región situada a una distancia determinada de la antena. Las antenas utilizadas en prácticamente todos los sistemas de comunicaciones tienen la capacidad de concentrar la energía en algunas zonas del espacio, de modo que la intensidad de radiación no es igual en todas direcciones. La antena más simple es como la mostrada en la figura 1.1(a), que emite energía uniformemente en todas direcciones en el plano horizontal y prácticamente no radia energía hacia arriba ni hacia abajo, como se muestra en la figura 1.1(b). Este tipo de antena se designa como omnidireccional. Antena Direcciones de radiación mínima o nula en el plano vertical Dirección de máxima radiación en el plano horizontal alrededor de la antena (a) (b) Fig Antena omnidireccional simple y forma en que radia energía en el espacio. La mayor parte de las antenas utilizadas en las estaciones base de telefonía móvil son del tipo direccional, y se les designa con frecuencia como antenas sectoriales. En la figura 1.2(a) se muestra una antena de ese tipo y en la figura 1.2(b), su característica de radiación que, de forma simple puede considerarse como un cono frente a la antena, en el que está contenida toda la energía electromagnética radiada por ésta. Antena direccional Energía radiada (a) (b) Fig Antena direccional o sectorial y su característica de radiación.

6 2 Este tipo de antenas, que son las mayormente usadas en las estaciones base de telefonía móvil, radian muy poca energía, o nada, fuera de la zona o lóbulo principal. Este lóbulo principal se localiza en dirección perpendicular a la antena. En el plano horizontal, las antenas se diseñan para radiar de forma amplia, cubriendo sectores en ángulos de de 60º, 90º o 120º. En la figura 3 se ilustra el diagrama de radiación en el plano horizontal, de una antena sectorial de telefonía móvil, con ángulo de apertura a media potencia (-3 db respecto al máximo), de 90º. La antena que produce este diagrama de radiación se muestra a la derecha. Fig Característica de radiación en el plano horizontal, de una antena sectorial de telefonía móvil, con ángulo a media potencia de 90º. En el plano vertical, la característica de radiación es diferente y la antena concentra la energía en un ángulo vertical mucho menor que en el plano horizontal. En la figura 1.4 se ilustra el diagrama de radiación vertical para la antena de la figura 1.3. Fig Diagrama de radiación vertical, con inclinación de 5º respecto a la horizontal, correspondiente a la antena de la fig. 3.

7 3 En las figuras anteriores, la escala desde el centro de la figura a la periferia, está graduada en unidades logarítmicas (decibelios o db), de modo que -10 db representan la décima parte de la potencia emitida en la dirección de máxima radiación (0dB), -20 db la centésima, -30 db la milésima, etc. La forma de radiación de esta antena, en el plano vertical se resume en la figura 1.5. Dirección horizontal Dirección de máxima radiación de la antena, inclinada 5º respecto a la horizontal La radiación a 30º bajo la horizontal es la centésima parte (-20dB) de la radiación máxima La radiación a partir de 60º por debajo de la horizontal y hacia atrás de la antena es prácticamente nula Fig Forma de radiación vertical de la antena de la figura 3. En la gráfica de la figura 1.6 se ilustra la distancia a la que se tiene la máxima radiación de una antena inclinada 5º hacia abajo respecto a la horizontal, como la antena de la fig. 3. Por otra parte, en la figura 1.7 se muestran los valores de densidad de flujo de potencia (véase sección 1.2), en función de la distancia, en la dirección de máxima radiación correspondiente a la figura 1.6 y de acuerdo a la fórmula (3) de la sección 1.3. Para el cálculo de esta gráfica se ha supuesto que la antena radia una potencia de 2000 vatios, por las razones que se exponen en la sección 1.2.

8 4 Fig Distancia a la que se tiene la máxima radiación de una antena inclinada 5º por debajo de la horizontal. Fig Niveles de densidad de flujo de potencia, en la dirección de máxima radiación, en función de ladistancia, para una antena inclinada 5º hacia abajo y que radia una potencia de 2000 vatios (2 Kw) En la figura 1.8 se ilustran las direcciones aproximadas de máxima radiación de las antenas de la estación base de Telefónica en la calle de Numancia.

9 5 Direcciones de máxima radiación Fig Direcciones aproximadas de máxima radiación de las antenas de la estación base de Telefónica en la calle Numancia. La capacidad de la antena para concentrar la energía en una región determinada del espacio se expresa numéricamente como ganancia y ésta es máxima en la dirección de máxima radiación. La ganancia suele expresarse en unidades logarítmicas (db o decibelios), generalmente referidos a la antena isotrópica (dbi). Una antena isotrópica es una antena ideal, empleada como referencia, que emitiría en todas direcciones. Ninguna antena real es isotrópica, sin embargo, mediante disposiciones geométricas relativamente complicadas de antenas reales, es posible conseguir características que se aproximan mucho a las de una antena isotrópica. Este tipo de antenas se usan únicamente en sondas para mediciones de los campos radiados por antenas reales y permiten captar la energía electromagnética procedente de todas direcciones del espacio Cantidad de potencia radiada por una antena y número de canales A la cantidad de potencia radiada por una antena se le designa como potencia isotrópica radiada equivalente o PIRE y es frecuente usar indistintamente los términos potencia radiada, potencia efectiva radiada y potencia isotrópica radiada efectiva. Aquí utilizaremos indistintamente los términos bien potencia radiada o bien PIRE, para expresar lo mismo. La potencia radiada por una antena es igual a la potencia que se suministra a la antena, multiplicada por la ganancia de la antena y por un factor de eficiencia, que para la mayoría de las antenas utilizadas en telefonía móvil se toma como 1 (100%), aunque en realidad es del orden de 0.9 a 0.95 (90 a 95%). Aquí supondremos que la eficiencia es del 100%. La PIRE puede entonces calcularse como: PIRE = G PA (1)

10 6 Donde G es la ganancia de la antena y PA la potencia en kilovatios, vatios, milivatios o microvatios, que se suministra a la entrada de la antena mediante la línea de transmisión que la conecta con el transmisor. Si la fórmula anterior se expresa en decibelios, tiene la forma: PIRE = G + PA (2) Donde ahora, en la fórmula (2), PIRE y PA están expresados en decibelios referidos, para ambas, a la misma unidad de potencia, es decir, kilovatios, vatios, etc. y que se expresan como dbk cuando la referencia es un kilovatio, dbw cuando la referencia es un vatio, dbm cuando la referencia es un milivatio y dbµ cuando la referencia es un microvatio. La potencia suministrada a una antena casi siempre es menor que la potencia de salida del transmisor, ya que la línea de transmisión que los conecta disipa o pierde por calentamiento una parte de la potencia que recibe del transmisor. Otros elementos de conexión a las antenas como pueden ser combinadores o acopladores, también introducen pérdidas adicionales que dan lugar a que la potencia suministrada a la antena sea menor que la potencia de salida del transmisor. Las antenas utilizadas en las estaciones base de telefonía móvil suelen tener ganancias entre 10 y 16 dbi, lo que equivale a decir que, en la dirección de máxima radiación, la antena emite una potencia de 10 (10 db) a 40 (16 db) veces superior a la potencia que recibe del transmisor. Esto no quiere decir que la antena amplifique la potencia, sino únicamente que no radia la potencia a todo el espacio y la concentra en una zona alrededor de la dirección de máxima radiación, emitiendo muy poca o ninguna potencia en otras direcciones. Es importante hacer notar que la ganancia de una antena es fija y no puede modificarse o manipularse una vez que la antena ha salido de fábrica. La potencia que radian las estaciones base de telefonía móvil depende del tamaño de la célula a la que dan cobertura o servicio. Cuanto menor es el radio de la célula, menor la potencia radiada. Ahora bien, para atender la demanda de tráfico telefónico en una célula, las diversas conversaciones entre teléfonos móviles, que siempre se canalizan a través de una estación base, deben transmitirse separadamente unas de otras para que no se interfieran. Esta separación se realiza mediante una técnica utilizada en comunicaciones digitales, que se designa como multiplexado por división de tiempo (TDM). En realidad la técnica es algo más compleja que el simple TDM y se designa como división de tiempo con acceso múltiple (TDMA), pero para los fines de este documento puede considerarse básicamente lo mismo. En el esquema actual que se utiliza en telefonía móvil, es posible empaquetar, por lo menos, ocho comunicaciones de voz, multiplexadas en tiempo, en un único canal de comunicación. Esto es similar a una autopista que tuviera ocho carriles de circulación en cada dirección, en esta caso, del transmisor móvil al receptor base y del transmisor base al receptor móvil. Cada canal de comunicaciones utiliza un transmisor único y, en cada canal pueden manejarse hasta ocho comunicaciones de voz. Debido a la técnica de multiplexado de las comunicaciones de voz, la potencia del transmisor es prácticamente la misma para una comunicación de voz que para ocho. En realidad la potencia pico, o máxima, es la misma,

11 7 en tanto que la potencia efectiva o eficaz en el caso de un canal, es la octava parte que para ocho canales. En cualquier caso, aquí nos referimos a la potencia de pico o máxima. Cada transmisor, independientemente del número de comunicaciones de voz que maneje, entrega a la antena en las peores condiciones, una potencia máxima de 41 dbm, que equivalen a 12.6 vatios. Tal es el caso de las estaciones más potentes en la zona urbana de Santander. Cada antena de una estación base en Santander, recibe la señal, en las peores condiciones, o máximas, de hasta cuatro transmisores, lo que significa que la potencia total entregada a la antena sería, en esas peores condiciones, de 50 vatios. En realidad, cada transmisor alimenta a varias antenas, por lo que esta potencia es, en general, menos de la mitad de esta cifra. Sin embargo, aquí utilizaremos este valor aunque refleja condiciones extremas que no suelen darse en la práctica. Si la antena tiene, también en las peores condiciones, una ganancia máxima de 16 dbi (40 veces) en la dirección de máxima radiación, la potencia máxima que puede radiar es de 2000 vatios (2 Kw), de ahí que la gráfica de la figura 7 está calculada con esta potencia Densidad de flujo de potencia La potencia que radia la antena se distribuye en el espacio según la característica de radiación de la antena específica (figuras 1.1 y 1.2). Si, por simplicidad, suponemos que la antena es isotrópica, ésta radiaría en forma esférica, de manera similar a un globo esférico que se va inflando. La potencia radiada se distribuye sobre la superficie de ese globo, de modo que a través de una superficie de 1 m 2, situada a una distancia d de la antena en el centro del globo fluye una potencia de: PIRE S = w(vatios)/m 2 (3) 2 4 π d A S en la fórmula (3) se le designa como densidad de flujo de potencia y es la potencia por unidad de área a una distancia de d metros de la antena. También en la fórmula (3) se asume que la PIRE está expresada en vatios (w). S también puede expresarse en w/cm 2, o µw/cm 2, donde mw y µw representan milivatios y microvatios, respectivamente. La densidad de flujo de potencia, S, proporciona una medida conveniente de la potencia que incide sobre una antena receptora y en general, sobre cualquier objeto situado en la trayectoria de la onda electromagnética. La fórmula (3) se basa en una característica isotrópica de radiación, es decir, esférica y podría pensarse que no vale para el caso de antenas reales. Este no es el caso. Recuérdese que la ganancia, utilizada en las fórmulas (1) y (2) para calcular la PIRE, está basada en la referencia al isotrópico. El empleo de esta referencia o equivalencia permite tratar a la antena real como si fuera isotrópica en la zona de interés, que es la zona definida por la característica o diagrama de radiación y que se designa también como zona de cobertura. Por ejemplo, una antena como la de la figura 1.2, que tenga una ganancia de 20 (13 dbi), alimentada por una potencia de 1 w (0 dbw), emitiría la misma potencia que una antena isotrópica (ganancia 1 o 0 dbi) alimentada por una potencia de

12 8 20 w, sólo que la antena real emite estos 20 w en la dirección de máxima radiación que es la que interesa, y menos o nada de potencia en las demás direcciones, en tanto que la antena isotrópica transmitiría los 20 w en todas direcciones. En el ejemplo anterior, la densidad de flujo de potencia, o simplemente densidad de potencia, a una distancia de 1 metro sería de: 20 S = π1 = w/m 2 = = 159 µw/cm 2 Si nos situamos a 10 metros de la antena, la densidad de flujo de potencia será de: 20 S = π10 = w/m 2 = = 1.59 µw/cm 2 Es decir, la centésima parte de la densidad de potencia a 1 metro. Como se puede ver de la fórmula 3, la densidad de potencia disminuye de manera proporcional al cuadrado de la distancia. Así, la densidad de potencia a 10 metros de una antena es la centésima parte de la densidad de potencia a 1 metro. En la figura 1.9 se ilustra gráficamente la forma en que disminuye la densidad de potencia en función de la distancia a la antena transmisora. Fig Variación de la densidad de potencia en función de la distancia a la antena transmisora para una PIRE de 2 Kw (2000 w).

13 Tasa de Abosorción Específica (SAR 1 ) La densidad de flujo de potencia, expresada en w/m 2, o µw/cm 2, proporciona una medida de la energía electromagnética que incide sobre un objeto, un animal o una persona sumergido en un campo electromagnético de radiofrecuencia. Esta magnitud se usa para cuantificar el nivel de radiación en lo que se designa campo lejano de la antena y que, para fines prácticos, se tiene a partir de una distancia de 10 longitudes de onda (10λ) de la antena. Para la banda de 900 MHz esta distancia es de 3.3 metros y de 1.67 metros para la banda de 1800 MHz. A distancias inferiores se considera que las condiciones que prevalecen son las de campo cercano. Para intentar establecer una definición cualitativa de los conceptos de campo cercano y campo lejano, supóngase que se desea medir el caudal de un río, es decir la cantidad de litros o de metros cúbicos de agua que pasan por segundo a través de un superficie plana, transversal al cauce y de área conocida. Si esta superficie interceptora del cauce se coloca a una distancia suficientemente grande del manantial, en que el flujo del agua es prácticamente estable, la medición resulta fácil, pero si la superficie interceptora se coloca cerca del manantial que da origen al río, se tendrán numerosos vórtices y remolinos, de modo que el agua que pasa por la superficie detectora, puede volver a pasar por ella hacia atrás. La medida que se obtenga del caudal será, por consecuencia errónea. Aunque no se tiene exactamente la misma situación con las ondas electromagnéticas, el fenómeno es similar y, en la cercanía de la antena, una parte de la energía radiada por ésta retorna a ella e interactúa de forma compleja. En el campo cercano es necesario medir la potencia con un detector que responda a la energía total absorbida por él y tal es el principio en que se basan los detectores o sondas utilizadas para medir el campo en la cercanía de las antenas. La potencia registrada por el medidor puede luego traducirse a una densidad de flujo de potencia equivalente, como si se tratara de una onda en el campo lejano de la antena. Debido a que, con la proliferación de los teléfonos móviles la gente utiliza el aparato con la antena literalmente pegada a la cabeza, se hizo necesario definir otro parámetro que expresara cuantitativamente la cantidad de energía absorbida por el tejido vivo. Este parámetro se designa como índice o tasa de absorción específica o SAR, de sus iniciales en inglés y es aplicable en la cercanía de las antenas. También este parámetro es de interés para el personal técnico que tiene que trabajar en la cercanía de las antenas de las estaciones base o de cualquier otro tipo de antenas de radiocomunicación, radiodifusión, radar, etc. La tasa de absorción específica se define como la potencia absorbida por unidad de masa de tejido corporal, cuyo promedio se calcula en la totalidad del cuerpo o en partes de éste y se expresa en vatios por kilogramo (w/kg). En el contexto de este estudio, es muy importante hacer notar que la SAR, por lo general no se utiliza para medir los niveles de exposición del público a la radiación de las antenas de estaciones base de telefonía móvil y, el público en general, no sube a la cubierta de los edificios, ni a las torres donde hay antenas ni por lo general, se sitúa a menos de diez o quince metros de ellas, pero sí utiliza los teléfonos móviles con las antenas a menos de 5 cm del tejido cerebral. Sin embargo, la finalidad de este estudio es la verificación de los niveles de radiación emitidos por las estaciones base y no por los teléfonos móviles. La tasa de absorción específica, o SAR, se define como: 1 SAR = Specific Absorption Rate

14 10 2 σe SAR = vatios (w)/kg (4) ρ J Donde σ es la conductividad del tejido biológico expresada en siemens (s) por metro, ρ, su densidad en Kg/m 3 y E la intensidad de campo eléctrico en V/m. Un aspecto muy importante cuando se usa la SAR, es que este parámetro no puede medirse directamente, al menos en seres vivos, ya que para ello sería necesario introducir una sonda detectora en el tejido vivo, lo que no es posible en el caso de seres humanos. Otra complejidad adicional de este parámetro es que el tejido biológico de un organismo vivo no es homogéneo ni uniforme, ya que tanto la conductividad como la densidad varían mucho de un punto a otro. Para estimar la SAR se mide la densidad de potencia o la intensidad de campo eléctrico en el aire, es decir, en el exterior de las personas y se hace una aproximación, suponiendo que el tejido biológico es homogéneo y uniforme. Una aproximación, que se usa aquí como indicativo, y que funciona razonablemente bien, es la que asume una conductividad uniforme de 0.5 S/m, una densidad de 360 Kg/m 3 y una constante dieléctrica de 70 para el tejido vivo. Usando estas cifras, puede establecerse una relación entre la SAR y la densidad de flujo de potencia, que sí puede medirse, mediante la fórmula siguiente: SAR = S w/kg (5) donde S es la densidad de flujo de potencia en w/m 2, o bien en términos de la intensidad de campo, E, como: donde E está expresado en V/m. SAR = E 2 w/kg (6) En el Anexo II al Real Decreto 1006/2001, se mencionan las restricciones básicas en lo que se refiere a los límites de exposición a las antenas radioeléctricas que, en lo que se refiere a la SAR, establece, para la banda de frecuencias de 100 KHz a 10 GHz: 0.08 w/kg como valor medio de la SAR en todo el cuerpo. 2 w/kg para la radiación localizada en cabeza y tronco. 4 w/kg para la SAR localizada en los miembros (extremidades). Todos los valores de la SAR deben ser promediados a lo largo de un período cualquiera de 6 minutos y la masa promediada de la SAR localizada, la constituye una porción cualquiera de 10 g de tejido contiguo con propiedades eléctricas casi homogéneas. En el Real Decreto se reconoce que se pueden presentar dificultades a la hora de efectuar mediciones físicas directas, ya que, como se mencionó antes, en general no se pueden introducir sondas de medición en los tejidos vivos de una persona. Utilizando la fórmula (6), para la SAR de 0.08 w/kg, el valor más restrictivo, la densidad de flujo de potencia equivalente resulta de 1.28 w/m 2 (128 µw/cm 2 ). Para una SAR de 2 w/kg, la densidad de potencia equivalente es del orden de 32 w/m 2 (3200 µw/cm 2 ) y, para una SAR de 4 w/kg, la densidad de potencia es de 64 w/m 2 (6400 µw/cm 2 ). En la sección 1.5 se indican las distancias a las antenas a las que se tienen estos valores de SAR, para diferentes potencias radiadas.

15 Distancia de seguridad a una antena La preocupación que ha surgido en los últimos años sobre los posibles efectos de la radiación electromagnética sobre la salud humana ha dado lugar a numerosos estudios e investigaciones sobre este aspecto y como consecuencia de ello, diversos organismos han establecido límites de exposición a la radiación. Tales límites son muy inferiores a los que se consideraron seguros durante unos 70 años; sin embargo, no es el objeto analizar aquí este aspecto, sino únicamente nos basaremos en los límites establecidos por la Comunidad Europea y que están también reflejados en el Real Decreto 1066/2001 de 28 de Septiembre, publicado en el BOE del 29 de septiembre de Esta normativa establece que el nivel de referencia para la densidad de potencia, entre 400 y 2000 MHz, no debe exceder un valor de f/200 w/m 2, donde f es la frecuencia en MHz, de modo que los niveles de referencia permisibles aumentan ligeramente, o por decirlo de otra forma, se vuelven ligeramente menos restrictivos según aumenta la frecuencia. En la siguiente tabla se dan los niveles de densidad de potencia para diversas frecuencias, de acuerdo a la normativa anterior. Frecuencia MHz Densidad de potencia w/m Usando un valor de densidad de flujo de potencia de 4 w/m 2 (0.4 o 400 µw/cm 2 ), como nivel de referencia, que corresponde a una frecuencia de 800 MHz, se puede calcular, a partir de la fórmula (3), la distancia que puede considerarse como de seguridad a la antena, según la normativa vigente. Esta distancia, que depende de la potencia radiada, se presenta en la figura 1.10, para potencias radiadas entre 1 w y 5000 w. Fig Distancia a la que se tiene una densidad de flujo de potencia de 0.4 (4 w/m 2 ), para potencias entre 1 w y 5 Kw.

16 12 En la figura 1.11 se muestra la gráfica de la distancia a la antena, a la que se tienen los valores de SAR establecidos en la normativa vigente. Fig Distancias de la antena a las que se tiene una SAR de 2 y 4 w/kg, respectivamente, en función de la potencia radiada.

17 13 2. VERIFICACION DE LOS NIVELES DE RADIACION EMITIDOS POR ANTENAS DE ESTACIONES BASE DE TELEFONIA MOVIL EN SANTANDER 2.1. CRITERIO GENERAL APLICADO PARA LAS MEDICIONES Mediciones en la cercanía inmediata de las antenas Estas mediciones se llevaron a cabo a distancias entre 1 y 10 m de las antenas emisoras. En algunos casos y por las características del montaje de las antenas en que no fue posible acceder a éstas, se midió en su cercanía a las mínimas distancias posibles, en cualquier caso, no superiores a unos 5 m. Tal es el caso de las antenas instaladas en los edificios de Telefónica de las calles General Dávila y Numancia, así como la antena ubicada en la azotea del edificio Castilla en la calle Marqués de la Hermida Mediciones en entornos cercanos a las antenas Se hicieron numerosas mediciones en los entornos cercanos a las antenas, en particular, tratándose de edificios habitados, colegios y pisos particulares cuya ubicación más cercana a alguna antena podía sugerir la presencia de niveles de radiación relativamente más elevados. En todos los casos de antenas instaladas en las azoteas de edificios habitados se efectuaron mediciones en las diversas plantas interiores de dichos edificios. En lugares que podrán considerarse más sensibles, como los colegios se realizaron mediciones tanto en el interior de aulas como en los patios de juegos y en el entorno exterior cercano. Asimismo en algunos puntos y edificios que se pueden considerar de interés debido a quejas o planteamientos de vecinos u organizaciones, también se llevaron a cabo mediciones específicas. En algunos casos se repitieron las mediciones hasta por tres veces, en diferentes días y horas, y con diferentes equipos de medida. En el caso específico de la Residencia de ancianos de Caja Cantabria en Cazoña, en que se encuentran instaladas antenas en la azotea, se efectuaron mediciones en la planta 12, la planta habitada más cercana a las antenas Distribución de la densidad de potencia de RF en la ciudad de Santander A fin de obtener una estimación de cómo se distribuye la potencia radiada en la ciudad de Santander, se llevaron a cabo mediciones por zonas amplias, en la forma que se describe en la Sección 5 de este documento. Este tipo de medición permite un análisis estadístico de la distribución espacial de la potencia, en todo el espectro de RF de 100 KHz a 3 GHz en el área de la ciudad, lo que incluye tanto las emisiones de telefonía móvil como las de radio, televisión y otros servicios de comunicaciones radioeléctricas.

18 EQUIPOS DE MEDIDA Se utilizaron 4 equipos de medida, a fin de contrastar los niveles registrados por cada uno de ellos. Los equipos utilizados fueron: a) Medidor de radiación electromagnética, marca Narda, modelo 8718, con sonda isotrópica Narda, de banda ancha, entre 3KHz y 40 GHz. Este equipo y la sonda cuentan con el correspondiente certificado de calibración, cuya copia se presenta en el Anexo a este Estudio. Fig Medidor de Radiación NARDA 8718 b) Medidor de radiación electromagnética, marca Wandel & Goltermann, modelo EMR-300, con sonda isotrópica tipo 18, de la misma marca y con respuesta en bada ancha entre 100 KHz y 3 GHz. Este equipo y la sonda cuentan con certificado de calibración del 30 de agosto de 2001, emitido por Narda. Fig Medidor de radiación Wandel & Goltermann EMR-300

19 15 c) Medidor de intensidad de campo, marca Rohde & Schwartz, modelo EB-200, también con certificado de calibración. d) Medidor de intensidad de campo con analizador de espectro incluido, marca Promax, modelo Prolink-3, con antena dipolo de la misma marca. Este equipo se utiliza habitualmente para medidas de intensidad de campo en las bandas de televisión terrestre y por satélite y fue utilizado únicamente con el fin de contrastar los niveles registrados con los equipos (a), (b) y (c). La antena utilizada con este equipo no es isotrópica, sino un dipolo de banda ancha cuya respuesta en frecuencia fue medida en los laboratorios de investigación del Departamento de Ingeniería de Comunicaciones de la Universidad de Cantabria. La relación de onda estacionaria medida para la antena utilizada no excede de 1.4 en la banda de 500 MHz a 2.5 GHz. Fig Medidor de intensidad de campo PROMAX Prolink-3. Las copias de los respectivos certificados de calibración de los equipos se incluyen en el Anexo 1 a este Informe y la información técnica detallada de estos equipos, según los catálogos de los respectivos fabricantes, en el Anexo PROCEDIMIENTO DE MEDIDA Consideraciones Generales En la cercanía de la antena no puede usarse como sonda una antena convencional, por ejemplo, un dipolo, ya que las medidas en campo cercano no reflejarían los valores reales de la densidad de flujo de potencia en condiciones de onda plana. Las condiciones de campo cercano, desde un punto de vista práctico, se tienen hasta distancias del orden de diez longitudes de onda de la fuente radiante, es decir, de la antena. Para 950 MHz, el campo cercano se tiene hasta unos 3.5 metros de la antena y, para la banda de 1800 MHz, a unos 2 metros. A partir de estas distancias, es válido asumir que la onda se comporta como una onda plana y, por tanto, puede medirse la intensidad de campo, o la densidad de flujo de potencia con una antena convencional de características conocidas, si bien para la verificación que se requiere en este caso, es necesario utilizar una antena isotrópica. En el rango de distancias del campo cercano es necesario usar una sonda que permita medir la potencia y no el campo. Las sondas utilizadas con los medidores de radiación y

20 16 de intensidad de campo (a), (b) y (c), mencionados en la sección 2.2 anterior utilizan termistores (resistencias dependientes de temperatura), que responden precisamente a la potencia efectiva real, presente en el punto de medida. Una característica de los termistores es que tienen una cierta inercia, es decir, no responden instantáneamente a la energía de la onda que reciben y requieren de un tiempo del orden de 200 a 300 milisegundos para dar una respuesta estable. Por otra parte, tanto el campo cercano como el campo lejano no tienen una distribución uniforme debido a que las construcciones, objetos y personas en el entorno de propagación producen atenuaciones y reflexiones que dan lugar a variaciones en la densidad de potencia o en la intensidad de campo recibida, aún en áreas pequeñas. Como consecuencia de esto puede hablarse de una densidad media de potencia o de intensidad de campo en una cierta zona, que es el promedio de todos los valores registrados en esa zona. Estos datos tienen que analizarse estadísticamente, de modo que pueden estimarse las probabilidades de que los valores de densidad de flujo de potencia, o de intensidad de campo no excedan un valor determinado. Se obtuvieron de 20 a 50 muestras de la densidad de flujo de potencia o de intensidad de campo en cada punto de medición, con el fin de estimar el nivel de los valores habituales y, en caso necesario, analizar estadísticamente los resultados y se ha considerado, además, que para los fines de este estudio son de más interés los valores máximos registrados, por lo que con objeto de no hacer excesiva la información, lo que puede dar lugar a confusiones, en este Informe se presentan estos valores máximos. Adicionalmente, y con el fin de realizar una estimación estadística de los niveles de radiación electromagnética de radiofrecuencia en el área de la ciudad de Santander, se tomaron más de 3000 muestras en diversas zonas de la ciudad, que se detallan en la sección 3 de este documento. Con el fin de estimar la distribución espacial de la potencia radiada en las zonas cercanas a las antenas, se siguió el método usual en este tipo de medidas, es decir, moviendo lentamente la sonda tanto horizontal como verticalmente, en particular en la cercanía de las antenas, registrándose los valores máximos observados a lo largo de las trayectoria vertical y horizontal Mediciones en campo cercano Las mediciones en el campo cercano (3.5 m para 950 MHz y 2 m para 1800 MHz) siguieron un patrón que, en teoría, obedece al mostrado en la figura 2.4. Trayectorias radiales Antena Trayectorias circulares Fig Trayectorias teóricas para las mediciones.

21 17 La figura 2.4 muestra una situación ideal que no puede seguirse estrictamente en la práctica, a causa de las limitaciones físicas que imponen los sitios en que se encuentran emplazadas las antenas. Este patrón, por tanto, se siguió sólo en la medida posible en cada caso y las mediciones realizadas dan un indicativo suficiente del comportamiento de la distribución espacial del campo alrededor de las antenas. En los casos en que no fue posible medir a distancias muy cercanas a las antenas, las mediciones se realizaron en las zonas accesibles más próximas. En la figura 2.5 se ilustra un caso, de una de las antenas en el Edificio Castilla, en que no fue posible medir alrededor de la antena, sino únicamente en la porción de la derecha en la foto. Fig Antena en la azotea del Edificio Castilla En la figura 2.6 se ilustra otro caso en el que no es posible efectuar mediciones frente a la antena en el campo cercano, por lo que se midió en la parte inferior, en que la potencia radiada es muy inferior a la que se tiene frente a la antena. En este caso se hicieron mediciones a las distancias más próximas posibles en campo lejano, es decir, a más de tres metros de la antena. La antena mostrada se encuentra instalada en la azotea del edificio de Telefónica en la calle Numancia. Fig Antenas instaladas en la azotea del edificio de Telefónica en la calle Numancia.

22 Mediciones en el entorno vecino a las antenas Se realizaron numerosas mediciones en el entorno vecino a las antenas, desde las distancias mínimas posibles, hasta unos 200 a 300 metros, tanto a nivel del suelo como en el interior de edificios cercanos a diferentes niveles de altura Mediciones de otras fuentes de radiación electromagnética en el medio ambiente de Santander Para este Informe se ha considerado importante medir, además de los niveles de radiación producidos por las estaciones base de telefonía móvil, los niveles producidos por las emisiones de las antenas transmisoras de televisión localizadas en Peña Cabarga. Es muy importante hacer notar que esos niveles son del mismo orden de magnitud, en una buena parte de los casos, que los niveles de las estaciones base de telefonía móvil. Estas emisiones inciden sobre la ciudad de Santander desde hace más de veinte años y sus habitantes han estado expuestos a esa radiación desde hace décadas, sin que en el terreno epidemiológico parezca haberse detectado ninguna alteración biológica en las personas, ni ningún deterioro en su salud. Así, con fines de comparación, se midieron los niveles emitidos a la frecuencia de MHz, que es utilizada para las transmisiones de Canal Plus, si bien desde Peña Cabarga emiten cinco estaciones de cobertura nacional y tres de cobertura local. Los niveles observados son equiparables, y en ocasiones superiores, a los emitidos por las estaciones base de telefonía móvil Qué se midió realmente? Esta pregunta es muy importante, ya que cuando se habla de mediciones no suele tenerse en cuenta ni qué es lo que se mide ni cómo se mide. Los medidores de radiación (a) y (b) mencionados en la sección 2, no son selectivos en frecuencia y registran el nivel de densidad de potencia de todas las emisiones en el ambiente en la banda de 100 KHz a 3 GHz uno (b) y de 100 KHz a 40 GHz otro (1), de modo que los niveles de densidad de potencia registrados a distancias grandes de las antenas de telefonía móvil (más de unos 50 metros), dan una medida de la potencia debida, no sólo a las emisiones de telefonía móvil, sino de todas las emisiones radioeléctricas en esas bandas de frecuencia, lo que incluye a todas las emisoras de radio, televisión y demás sistemas de comunicaciones que operan en la Región. Sólo en la cercanía de las antenas, en que los niveles de densidad de flujo de potencia son relativamente altos, en varios órdenes de magnitud superiores a los de otras emisiones, se puede tener la certeza de que tales antenas son las causantes de esos niveles. Este tipo de medidores está diseñado para verificar el cumplimiento de las normas que deben cumplir las estaciones base de telefonía móvil y, por tanto, se utilizan a distancias no muy grandes de las antenas (unas pocas decenas de metros). Con estos medidores se pueden utilizar sondas selectivas en frecuencia, pero es preferible utilizar medidores de intensidad de campo, en los que es posible medir la potencia por canal o en un ancho de banda bastante más estrecho que el que permiten los medidores de radiación (a) y (b). Esta técnica se aplica en los medidores (c) y (d) mencionados en la sección 2.2, y permite

23 19 medir la potencia por canal. Los valores así obtenidos indican que, aún transmitiendo diez veces más canales que los que transmiten actualmente los sistemas de telefonía móvil, no se alcanzan, ni remotamente, los niveles de densidad de potencia establecidos en la legislación como seguros. Es importante hacer notar que el medidor (d), no está calibrado oficialmente, ya que se trata de un equipo utilizado en los laboratorios de la Universidad de Cantabria, cuyas medidas tienen un posible margen de error estimado hasta en un 15%, de acuerdo a pruebas que se realizaron en los laboratorios del Departamento de Ingeniería de Comunicaciones. En el uso que se da en la práctica este medidor, tal margen de error se considera aceptable y, como ya se mencionó, su utilización fue principalmente, con el fin de contrastar las medidas registradas por los otros tres equipos que sí están correctamente calibrados. El hecho de haber utilizado cuatro medidores diferentes para este Estudio, y de que las medidas registradas concuerdan razonablemente, permite asegurar que los niveles de densidad de potencia registrados son completamente fiables, lo que puede ser corroborado por terceros que utilicen equipos de medida adecuados Niveles críticos Pueden considerarse como niveles críticos, que requieren atención especial, aquellos en que los niveles de potencia se acerquen o superen a los niveles establecidos en la legislación actual, es decir, 450 µw/cm 2 en la banda de 950 MHz y 900 µw/cm 2 en la banda de 1800 MHz. El nivel máximo registrado en Santander, a una distancia del orden de 10 m de la antena transmisora de una estación base, fue de 13 µw/cm 2, tres centésimas del nivel máximo permisible establecido en la legislación para 800 MHz LUGARES DE MEDICION Y NIVELES REGISTRADOS Cazoña. Residencia Caja Cantabria (fig. 2.7) Cubierta del Edificio: Se realizaron mediciones en la cercanía de las antenas, aproximadamente a 1 metro del centro de las antenas, el único lugar accesible, obteniéndose un nivel de densidad de potencia 190 µw/cm 2. Se hicieron medidas sobre la cubierta a distancias del orden de 5 metros de las antenas, que es lo que permiten las características de la construcción. Interior del edificio: Se tomaron 15 muestras de la densidad de potencia en la planta 12, la planta habitada más próxima a la cubierta y, por tanto, a las antenas. Solamente en uno de los puntos se tuvo un nivel máximo de 1.8 µw/cm 2, con una media inferior a 1 µw/cm 2 en dicha planta. Se tomaron alrededor de 30 muestras adicionales en las plantas inferiores del edificio, registrándose una densidad máxima de potencia de 1 µw/cm 2 sólo en dos puntos del interior. Los niveles restantes registrados alcanzan valores en general muy inferiores al anterior (del orden de 0.1 µw/cm 2 o menos).

24 20 Fig Residencia Caja Cantabria en Cazoña Cazoña. Colegio Jesús Cancio Se trata de un colegio de niños anexo al edificio de la Residencia Caja Cantabria y a unos 250 metros del edificio de Telefónica en Cazoña, como se precia en la figura 2.8. Interior del edificio: Se realizaron mediciones, tanto de radiación en toda la banda como de intensidad de campo en las bandas de 950 MHz, 1800 MHz y televisión, en las aulas de la 3ª planta, las que se consideraron más expuestas a la radiación de la estación base de Telefónica y también en las aulas orientadas hacia la residencia, puesto que hay antenas instaladas sobre ésta (Sección 2.4.1). Los niveles registrados en la 3ª planta del colegio fueron: Nivel máximo de densidad de potencia registrado en todas las bandas de RF. 0.1 µw/cm 2 Niveles máximos de intensidad de campo en un canal, registrados en la 3ª planta: Banda de 950 MHz: 70 dbµv (0.005 µw/cm 2 ) Banda de 1800 MHz: 60 dbµv ( µw/cm 2 ) Banda de TV a MHz: 45 dbµv ( µw/cm 2 ) Se midió también en las plantas inferiores, registrándose un nivel máximo de 1 µw/cm 2.

25 21 Fig Zona aledaña al colegio Jesús Cancio y la plaza Manuel Llano en Cazoña. Exterior del edificio: Se midió en todo el patio de juegos, frente a las antenas de telefónica y bajo las antenas de la residencia. El nivel máximo registrado en el patio fue de 0.7 µw/cm Cazoña. Estacionamiento anexo al edificio de Caja Cantabria, en la calle Gerardo Diego. Se hicieron mediciones de densidad de potencia y de intensidad de campo en toda el área trasera de los edificios de Telefónica y de Caja Cantabria, tanto en el estacionamiento, como en las zonas contiguas los edificios de la Av. Cardenal Herrera Oria en su parte trasera, ya que varias de las antenas de Telefónica están orientadas en esas direcciones. Los niveles máximos registrados fueron: Nivel máximo de densidad de flujo de potencia registrado en toda la banda de RF: 5 µw/cm 2 Niveles máximos de intensidad de campo: Banda de 950 MHz: 70 dbµv (0.005µw/cm 2 ) Banda de 1800 MHz: 75 dbµv (0.06 µw/cm 2 ) Banda de TV a MHz: 65 dbµv (0.001 µw/cm 2 )

26 Cazoña. Plaza Manuel Llano Se hicieron mediciones similares a las del punto anterior a lo largo de la plaza Manuel Llano, frente a Telefónica, a unos 50 metros de las estaciones base. Los niveles máximos registrados fueron: Nivel máximo de densidad de flujo de potencia registrado en toda la banda de RF: 0.5 µw/cm 2 Niveles máximos de intensidad de campo por canal: Banda de 950 MHz: 69 dbµv (0.0042µw/cm 2 ) Banda de 1800 MHz: 60 dbµv (0.019 µw/cm 2 ) Banda de TV a MHz: 54 dbµv ( µw/cm 2 ) Cazoña. Edificio frente a Residencia Caja Cantabria. Este edificio se encuentra situado sobre la Av. Cardenal Herrea Oria, frente a la residencia, al costado derecho y a una distancia de unos 200 m, de modo que se encuentra en el lóbulo de máxima radiación de algunas de las antenas instaladas en la residencia y, por esa razón, se consideró conveniente medir los niveles de radiación en él. El nivel máximo registrado se tuvo en la planta 12 de dicho edificio, con un valor de 0.7 µw/cm Cazoña. Edificio en la Av. Cardenal Herrera Oria, 31-A (fig. 2.9) Fig Edificio contiguo al de Telefónica en la Av. Cardenal Herrera Oria en Cazoña.

27 23 Una de las antenas de la estación base del edificio de Telefónica está a unos 10 metros de la vivienda de la planta 5ª- C, por lo que se hicieron mediciones, tanto de potencia como de intensidad de campo en el interior de esa vivienda, en las habitaciones que se encuentran frente a la antena. Los niveles registrados fueron: Nivel máximo de densidad de potencia en todas las bandas de RF. 13 µw/cm 2 Niveles máximos de intensidad de campo por canal. Banda de 950 MHz: 65 dbµv ( µw/cm 2 ) Banda de 1800 MHz: 95 dbµv (6.04 µw/cm 2 ) Banda de TV ( MHz): 55 dbµv ( µw/cm 2 ) En el mismo edificio se hicieron mediciones en el interior de la planta 10ª-C, aquí solamente de nivel de potencia en toda la banda y no de intensidad de campo, registrándose un nivel máximo en la vivienda de 1 µw/cm Marqués de la Hermida, 72. Edificio Castilla. En la cubierta de este edificio se encuentran instaladas, además de las antenas de estaciones base de telefonía móvil, varias antenas transmisoras en las bandas de frecuencia asignadas a los radioaficionados, como se muestra en la figura Las mediciones se hicieron en banda ancha sobre la cubierta y en el interior de los edificios por los que se tiene acceso a las antenas. Es importante hacer notar que en este edificio, al igual que en los demás en que se hicieron mediciones en la cercanía de las antenas, los inquilinos no tienen acceso a la zona cercana a las mismas. Fig Antenas en la cubierta del Edificio Castilla