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Projecto MEDEA |
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Medição de Campos Eléctricos e Magnéticos no Meio Ambiente |
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Ciência - Efeitos biológicos da radiação EM
A Ciência encontra explicação para muitos dos fenómenos electromagnéticos considerando a radiação como um conjunto de ondas que viajam no espaço. Porém, existem fenómenos físicos que só podem ser compreendidos considerando a radiação como um fluxo de partículas ou fotões. Chama-se a esta dualidade da radiação electromagnética dualidade onda-partícula.
Como já foi dito aqui, a energia de um fotão - unidade elementar de uma onda electromagnética - depende da sua frequência. Quanto maior a frequência de uma onda electromagnética, maior a energia do fotão a ela associado, e consequentemente maior a sua capacidade de interacção com o material biológico.
Por outro lado, a matéria é formada por átomos e por agrupamentos de átomos chamados moléculas. O processo pelo qual um átomo ou uma molécula perdem ou captam electrões, ficando electricamente carregados, designa-se por ionização. A ionização não ocorre de uma forma espontânea, isto é, para que ela ocorra é necessária a interacção da molécula ou do átomo com a radiação EM constituída por fotões de energia elevada. Os Ultravioletas (UV), os raios X e os raios gama são exemplos de radiações ionizantes (capazes de causar ionização). Este tipo de radiação pode produzir alterações moleculares, que por sua vez podem causar danos no tecido biológico, incluindo efeitos a nível genético.
Os fotões associados à radiação EM de frequência inferior à da radiação UV não têm energia suficiente para causar a ionização de átomos ou moléculas, pelo que se dizem radiações não ionizantes. É o que acontece, com a luz visível, os infravermelhos, as radiofrequências, as radiações devidas às linhas de transporte de energia eléctrica de muito alta tensão, por exemplo.
Chama-se efeito biológico à resposta mensurável do organismo a um estímulo ou a uma alteração no meio envolvente. Os efeitos biológicos ocorrem nas mais variadas situações, desencadeando diversos mecanismos de compensação do corpo humano, mas não sendo necessariamente prejudiciais para a saúde. A Organização Mundial de Saúde World Health Organization define um efeito biológico como prejudicial à saúde quando este causa alguma alteração detectável no bem-estar ou integridade dos indivíduos expostos.
Para um tipo de radiação EM não-ionizante os efeitos biológicos conhecidos estão razoavelmente bem quantificados: traduzem-se essencialmente no aquecimento do tecido biológico e são por isso designados como efeitos térmicos. Quando o nível de aquecimento dos tecidos biológicos excede a capacidade natural de termo-regulação do organismo humano, podem ocorrer danos nesses mesmos tecidos. Como é conhecida de forma objectiva a relação entre a quantidade de energia electromagnética que é absorvida pelos diversos órgãos do corpo humano e a correspondente elevação de temperatura, foi possível estabelecer por organizações internacionais de saúde os valores limites para exposição segura às várias frequências de radiação EM.
Estes efeitos devem-se à indução de correntes eléctricas minúsculas nos tecidos, sobretudo por acção dos campos magnéticos oscilantes gerados pelos condutores percorridos por correntes eléctricas.
Para além dos efeitos térmicos resultantes da exposição à radiação electromagnética de radiofrequência, há ainda a possibilidade de ocorrência de efeitos biológicos não-térmicos. O conhecimento científico sobre este tipo de efeitos é ainda muito pouco, não existindo sequer uma definição clara sobre o termo efeito não-térmico ou estudos em condições de serem replicados. Algumas das dificuldades residem na quantificação de efeitos que são de avaliação subjectiva, e também no facto do intervalo de tempo de observação ser insuficiente para estabelecer relações de causalidade. Existe neste momento um grande esforço da comunidade científica no sentido de tentar clarificar esta questão. Refira-se ainda que a ocorrência de efeitos biológicos a longo prazo é outra questão em aberto, a que se tenta rapidamente dar resposta.
Os limites de segurança são estabelecidos por vários organismos internacionais (como por exemplo, o ICNIRP - International Commission on Non-Ionising Radiation Protection, o IEEE -Institute of Electrical and Electronics Engineers, CENELEC - European Committee for Electrotechnical Standardisation, a FCC - Federal Communications Commission, etc.) baseados nos mais diversos estudos. Estes limites são adoptados pelos diversos países, sendo as autoridades competentes de cada país as que têm a obrigação de fiscalizar o seu cumprimento. Acompanhando o conhecimento científico actual, o estabelecimento dos limites de segurança baseia-se na procura dos valores mínimos a partir dos quais começam a surgir efeitos biológicos adversos à saúde, independentemente do mecanismo que os gera. Actualmente, o único mecanismo confirmado como potencial gerador de efeitos prejudiciais à saúde resultantes da exposição à radiação EM não ionizante é o aquecimento dos tecidos biológicos. No entanto, discute-se actualmente se esta é a abordagem adequada, uma vez que existe a possibilidade da ocorrência de efeitos não-térmicos e efeitos a longo prazo que podem ser adversos para a saúde.
Para caracterizar a radiação absorvida pelo corpo, é necessário encontrar um parâmetro de medida adequado. Para a radiação de radiofrequência, o parâmetro utilizado é a taxa de absorção específica (SAR, em inglês) que representa a taxa a que a energia electromagnética é absorvida por unidade de massa de tecido. A unidade da SAR é Watt por quilograma de tecido exposto [W/kg]. Assim, para a radiação EM, os limites de segurança são estabelecidos para o parâmetro SAR.
Em Portugal, o Instituto das Comunicações de Portugal/Autoridade Nacional de Comunicações (ICP/ANACOM) é o responsável por verificar se os limites de segurança são respeitados por todas as infra-estruturas de telecomunicações. Para protecção do público em geral, foi adoptada uma recomendação do Conselho de Ministros da União Europeia (Recomendação do Conselho 1999/519/CE de 12 de Julho) sobre esta matéria, na qual se consideram como adequados os limites estabelecidos pelo CENELEC para as áreas públicas (fig. 1), que por sua vez correspondem aos limites do ICNIRP. Note-se que estes limites não se aplicam ao público portador de dispositivos médicos (próteses auditivas, pacemakers, desfibriladores cardíacos, e outros), pois podem ocorrer problemas de interferência electromagnética quando expostos à radiação, ainda que abaixo dos limites de referência. Para este tipo de público existem recomendações específicas tratadas no quadro da legislação referente à compatibilidade electromagnética e aos dispositivos médicos.
Fig. 1- Limites de referência (CENELEC).
Como se pode ver, no domínio das frequências em torno dos 50 Hz, a exposição nas zonas de trabalho ao campo magnético não deve exceder o valor de 100 A/m, ou seja, cerca de 100 mT para a indução magnética. Quanto ao campo eléctrico, o valor limite situa-se por volta dos 5000 V/m.
De uma forma geral, os valores limite de exposição devem ser valores médios, calculados durante períodos de 6 minutos e subdivididos em vários domínios de frequências, como se mostra no quadro seguinte:
(Nas fórmulas, a frequência deve ser expressa nas unidades indicadas na 1.ª coluna)
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