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Contaminación ambiental por ondas electromagnéticas no ionizantes producto de tecnologías inalámbricas en ambientes al aire libre
Óscar Gerardo Barrera Monsalve; Jemay Mosquera Téllez
Óscar Gerardo Barrera Monsalve; Jemay Mosquera Téllez
Contaminación ambiental por ondas electromagnéticas no ionizantes producto de tecnologías inalámbricas en ambientes al aire libre
Environmental Pollution Caused by Non-ionizing Electromagnetic Waves from WirelessTechnologies in Outdoor Environments
Revista tiempo&economia, vol. 1, núm. 2, 2017
Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano
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Resumen: Este artículo aborda la contaminación ambiental ocasionada por ondas electromagnéticas no ionizantes producto de tecnologías inalámbricas en ambientes al aire libre a través del registro de indicadores como intensidad de campo eléctrico, intensidad de campo magnético, densidad de potencia y tiempo de exposición a estaciones base de telefonía móvil (ebtm en las frecuencias comprendidas entre 10 mhz y 8 ghz. El objetivo general de la investigación es estimar la contaminación ambiental generada por este tipo de ondas electromagnéticas mediante la selección de un área de estudio densamente poblada en una zona urbana que cuente con una ebtm en su extensión y el establecimiento de las magnitudes de los parámetros de ondas electromagnéticas no ionizantes en ambientes al aire libre. La metodología seguida fue el establecimiento del área a analizar y de los puntos sujetos a muestreo y toma de datos, con respecto a las variables intensidad de campo eléctrico (mV/m), intensidad de campo magnético (mA/m), densidad de potencia (µW/m2) y tiempo de exposición (T) a ebtm La información re- colectada durante la etapa práctica fue procesada con el uso de software especializado. Por último, se realiza el respectivo análisis estadístico. El estudio concluye que la estimación de la contaminación ambiental por ondas electromagnéticas no ionizantes producto de tecnologías inalámbricas en ambientes al aire libre varía en función de la distancia a la ebtm, las condiciones topográficas del área de estudio y la densidad y tipología de las edificaciones presentes.

Palabras clave: electromagnetismo, ondas no ionizantes, magnetismo, medición, contaminación ambiental.

Abstract: This paper studies the environmental pollution caused by non-ionizing electromagnetic waves from wireless technologies in outdoor environments through the recording of indicators such as electric field strength, magnetic field strength, power density and exposure time to mpbs in the frequencies between 10 mhz and 8 ghz. The general objective of this research is to estimate the environmental pollution caused by this type of electromagnetic waves by selecting a densely populated study area within an urban zone that has an mpbs in its extension, and the establishment of the magnitudes of non-ionizing electromagnetic wave parameters in outdoor environments. The methodology followed was the establishment of the area and the points to be sampled and data collection of variables such as electric field intensity (mV/m), magnetic field strength (mA/m), power density (µW/ m2) and exposure time (T) to mpbs. The information collected during the practice stage was processed through the application of software. Finally, statistical analysis of information was carried out. This study concludes that the estimation of environmental pollution by non-ionizing electromagnetic waves caused by wireless technologies in outdoor environments varies according to the distance to the mpbs, topographic conditions of the study area, and density and typology of surrounding buildings.

Keywords: Electromagnetism, non-ionizing waves, measurement, environmental pollution.

Carátula del artículo

Articulos

Contaminación ambiental por ondas electromagnéticas no ionizantes producto de tecnologías inalámbricas en ambientes al aire libre

Environmental Pollution Caused by Non-ionizing Electromagnetic Waves from WirelessTechnologies in Outdoor Environments

Óscar Gerardo Barrera Monsalve
Universidad de Pamplona, Colombia
Jemay Mosquera Téllez
Universidad de Pamplona, Colombia
Revista tiempo&economia, vol. 1, núm. 2, 2017
Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano

Recepción: 30 Julio 2018

Aprobación: 15 Septiembre 2018

INTRODUCCIÓN

Desde la revolución industrial y la consolidación del sistema capitalista la concepción del desarrollo se sustentó en las condiciones de producción, generan­do una serie de afectaciones tanto para los recursos naturales como para las comunidades y sus modos de vida de habitar. Con la modernidad y los crecien­tes procesos de urbanización llevados a cabo durante la primera parte del siglo XX, aumentó la explotación a gran escala, la demandaba de bienes e insumos y las afectaciones socioambientales (Castillo-Sarmien­to, Suarez-Gélvez, & Mosquera-Téllez, 2017). De esta manera, la humanidad se encuentra actualmente ex­puesta a una variedad de contaminantes, algunos fá­cilmente perceptibles, como la contaminación del aire o del agua, y otros casi invisibles, como la contamina­ción por ondas electromagnéticas.

Las ondas electromagnéticas ganaron protagonismo desde los años sesenta del siglo pasado con el estudio de sus beneficios para el ser humano y su entorno. Sin embargo, con el pasar del tiempo y el aumento des­medido de su presencia en el ambiente, producto de la creación y uso de la telefonía móvil y las conexiones banda ancha, se acentuó la inquietud de sus posibles efectos negativos en el entorno y en el cuerpo huma­no. Es así como la Organización Mundial de la Salud (oms, por medio de la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (iarc, por sus siglas en inglés), en el documento “Monografías sobre la eva­luación de los riesgos carcinogénicos para humanos” categorizó en el año 2013 a los campos electromagné­ticos de radiofrecuencia como grupo 2B, cuya defini­ción corresponde a “Posiblemente carcinógeno para el ser humano” (iarc, 2013, p. 112).

La Comisión Internacional para la Protección Contra la Radiaciones No Ionizantes (icnirp, por sus siglas en inglés) es la encargada de brindar asesoría científica y orientación sobre los efectos en la salud y el medio ambiente de la radiación no ionizante (nir, por sus si­glas en inglés) para proteger a las personas y el am­biente ante dicha exposición perjudicial, referida es­pecíficamente a la radiación electromagnética asocia­da a fenómenos como la luz visible, la ultravioleta, la infrarrojo y las ondas de radio, así como a las ondas mecánicas, como las infrarrojas y las de ultrasonido. En la vida diaria, las fuentes comunes de nir inclu­yen el sol, electrodomésticos, teléfonos móviles, wifi y hornos de microondas (icnirp, 2018). La icnirp uti­liza como magnitud dosimétrica la tasa de absorción especifica (sar, en inglés), cuya unidad de medida es vatios por kilogramo y la cual depende de parámetros de exposición como frecuencia de la radiación, inten­sidad, polarización, configuración de la fuente radian­te y del cuerpo, superficies de reflexión, tamaño, for­ma y propiedades eléctricas del cuerpo (oit, 2001). La definición especifica de sar corresponde a la medida de la relación de energía absorbida en el tiempo por unidad de masa de tejido corporal expuesto (Quinta­na & Sepúlveda, 2013).

En el informe “Exposure to high frecuency electromag­netic fields, biological effects and health consequences (100 kHz-300 GHz)” de agosto de 2009, la icnirp decla­ró que tras una revisión integral de evidencia científica de seguridad de teléfonos móviles, se pudo concluir que la literatura científica publicada desde las normas de 1998 no ofrece evidencia de que exista ningún efec­to adverso dentro de las restricciones básicas y que no se requiere una revisión inmediata de dichos resulta­dos (icnirp, 2009). Adicionalmente, el informe aclara que los límites de exposición recomendados contie­nen márgenes de seguridad sustanciales, pues a estos se les aplicó un factor de reducción importante de 50 para el público general. Con base en evidencia científi­ca, el nivel mínimo de exposición recomendado por la icnirp respecto a la Tasa Especifica de absorción (sar) es 4 W/kg, límite sobre el cual se considera puede pro­ducir efectos adversos a la salud al aplicar el factor de reducción; es decir, al dividir el límite entre 50, el valor establecido como suficiente para garantizar la seguri­dad del público es 0,08 W/kg.

Los límites establecidos por la icnirp se dividen en Ocupacional y Poblacional, siendo este último el co­rrespondiente a la población en general expuesta en sitios públicos y espacios exteriores, con poca o nada de información de la potencia de exposición presente en los sitios (icnirp, 1998). Los niveles de referencia icnirp utilizan como unidades de trabajo la intensidad de campo eléctrico (mV/m), la intensidad de campo magnético (mA/m), la densidad de flujo magnético (μT) y la densidad de potencia (μW/m2). Al mismo tiempo, la población en general no posee los elemen­tos de juicio para establecer cuál es el nivel de exposi­ción a las ondas electromagnéticas o el nivel de conta­minación por las mismas presentes en los lugares que normalmente frecuentan, debido a la existencia en las áreas urbanas de estaciones base de telefonía móvil (ebtm) ubicadas a determinada distancia según la ne­cesidad de cobertura, las cuales, a su vez, están pro­vistas de cierto número de antenas que emiten ondas electromagnéticas.

El estudio correspondiente a contaminación ambien­tal por ondas electromagnéticas no ionizantes pro­ducto de tecnologías inalámbricas en ambientes al aire libre establece la toma de mediciones de inten­sidad de campo eléctrico (mV/m), intensidad de cam­po magnético (mA/m) y densidad de potencia (μW/ m2) en una pequeña área urbana densamente pobla­da, que posea una ebtm en su interior y cuente con la presencia de viviendas, edificaciones y parques en el espacio urbanístico de la misma, facilitando así una idea de la contaminación ambiental por ondas elec­tromagnéticas no ionizantes para las comunidades que habitan áreas con características similares.

PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICASAMBIENTES AL AIRE LIBRE

Las ondas electromagnéticas en espacios abiertos o al aire libre se propagan uniformemente en todas direcciones desde una fuente puntual. En el caso de las fuentes de emisión ubicadas en las áreas urba­nas, los elementos que allí se encuentran (proyectos de infraestructura, edificaciones y zonas verdes, en­tre otros) hacen que se presenten propiedades tales como, refracción y absorción. La refracción se presen­ta cuando la onda electromagnética experimenta cam­bio en su dirección y velocidad al pasar de un medio a un objeto. El mecanismo de refracción ocurre cuan­do la onda incide de forma oblicua en el objeto (Mar­tínez-Reina & Amado-González, 2012). Por su parte, la absorción ocurre cuando entre la onda y un obje­to se presenta un rozamiento que hace que la ener­gía mecánica se transforme en calor (Arribas-Garde et al., 2014), tal como ocurre durante la exposición pro­longada durante una llamada celular. Adicionalmente, las ondas electromagnéticas en espacios al aire libre experimentan una pérdida de energía proporcional al cuadrado de la distancia entre la fuente emisora y el punto de medición. La propagación al aire libre en el marco del presente estudio corresponde a las (ebtm).

FUENTE EMISORA AMBIENTE AL AIRE LIBRE

Una antena se define como un dispositivo que for­ma parte de un sistema de comunicación, encarga­do de recibir y radiar las ondas electromagnéticas al espacio libre. Existen diversos tipos de antenas, pero todas tienen en común realizar la transición del me­dio alámbrico al inalámbrico, distribuyendo la ener­gía radiada en distintas direcciones del espacio con un cierto carácter direccional dependiendo de su uso (Castellanos-Díaz & Talero-Niño, 2005). Es importante diferenciar las ebtm de las antenas, pues lo normal es que la primera sirva de soporte para la segunda, luego una estación base de telefonía móvil puede po­seer varias antenas. Normalmente, el aumento del número de antenas en una estación base de telefonía móvil se debe a que más de un operador de telefonía móvil la utiliza o a que un cambio de tecnología hace necesario implementar una nueva línea de antenas en la estructura.

Las antenas, dependiendo de su tipo de aplicación y banda de frecuencia en la cual operan, cuentan con ciertas características que condicionan su funciona­miento, a saber: impedancia, intensidad de radiación, directividad y ganancia, área efectiva, polarización, ancho de banda y patrón de radiación.

Los equipos de telefonía móvil se comunican me­diante el uso de la ebtm más cercana, la cual pro­vee cobertura a los usuarios situados dentro de su alcance; a estas pequeñas regiones se les conoce como células (Cruz, citado por Gallego-Serna, 2011), de donde deriva el nombre telefonía celular. La cé­lula o celda, a su vez, se divide en sectores, pues no utiliza una antena que irradia señal equitativamen­te en todas las direcciones (antena omnidireccional) sino antenas que cubren cada 120 grados en planta cada una, si es de tres sectores, o cada 60 grados en planta cada una, si es de seis sectores. El tamaño de la célula o celda depende de factores como la po­tencia del equipo trasmisor, la banda de frecuencia empleada, la altura y posición de la torre de sopor­te, el tipo de antena, la topografía del sector, la sen­sibilidad del radio receptor y la densidad del tráfico de llamadas.

En áreas donde existe un alto tráfico de llamadas (normalmente zonas urbanas) se presentan muchas conexiones al tiempo, por lo tanto, al poseer la esta­ción un número limitado de conexiones, se hace ne­cesario que el área que cubre cada estación sea me­nor, provocando una alta densidad de estaciones al tener que cubrir áreas más pequeñas. A nivel mun­dial, la red de antenas llega a ser tan densa que en Tokio hay una antena por cada 99, en Londres una por cada 261 s, en San Pablo una por cada 1.947, en Lima una por cada 3.462, en Buenos Aires una por cada 4.076 (Telecom Argentina, 2015) y en Bogotá existe una antena por cada 731 habitantes (Asomo­vil). Es importante acotar que existen ciudades que no posee una mayor densidad de antenas debido a que la legislación vigente no lo permite.

Las antenas de comunicaciones son fuente de radia­ción y contemplan una serie de campos asociados a las características de emisión: intensidad de los cam­pos electromagnéticos, la potencia de emisión y la longitud de onda. Los campos de radiación se reú­nen en dos grandes grupos: campos lejanos (cam­pos de radiación) y campos cercanos (campos inducidos), los cuales se dividen en dos subregiones: el campo cercano reactivo y el campo cercano radiacti­vo o región de Fresnel (figura 1).


Figura 1
Campos de radiación
Henao-Céspedes, 2012.

El campo lejano, o región de Fraunhofer, es el más re­tirado de la fuente y se caracteriza por el predominio de la onda tipo plana, por lo cual los vectores de cam­po eléctrico E y los vectores de campo magnético H son ortogonales en un plano perpendicular al vector de densidad de potencia; por ende, se puede conside­rar la intensidad de campo eléctrico o la intensidad de campo magnético para realizar mediciones, teniendo en cuenta que en dicha región sus valores son directa­mente proporcionales.

Por su parte, en el campo cercano radiactivo o zona de Fresnel, la onda electromagnética no posee un com­portamiento de onda plana, por lo tanto, se deben realizar mediciones de intensidad de campo eléctri­co o la intensidad de campo magnético debido a que sus valores son totalmente independientes. El campo cercano reactivo o campo próximo inducido es la re­gión de campo cercano inmediatamente circundante a la antena.

INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO (E)

El campo eléctrico está relacionado con la fuerza elec­trostática presente alrededor de una carga fuente me­diante la cual se da interacción con otras cargas. Este campo es considerado la circunscripción donde se ge­nera un movimiento que representa cada uno de sus puntos mediante una magnitud vectorial llamada in­tensidad de campo eléctrico E. La intensidad de cam­po eléctrico se mide en voltios sobre metro (V/m) (An­drade-Guerrero & Contreras-Ortiz, 2014).

INTENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO (H)

El campo magnético es el campo de fuerza que se ejer­ce sobre los materiales. Un campo magnético puede ser causado por cargas en movimiento, por un flujo de corriente o un imán permanente. La intensidad de campo magnético es una medida vectorial que junto a la inducción magnética determina un campo magné­tico en cualquier punto del espacio. La intensidad de campo magnético se mide en amperios sobre metro (A/m) (Febles-Santana, 2015).

DENSIDAD DE POTENCIA (S)

La densidad de potencia es la potencia por unidad de área normal a la dirección de propagación. Es la po­tencia radiante que incide perpendicular a una super­ficie, dividida por el área de la superficie y expresada en vatios por metro cuadrado (W/m2).

La densidad superficial de potencia (DSP) es la poten­cia que pasa un área de 1 m2, se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m2) y representa la cantidad de energía absorbida por una superficie expuesto a la ra­diación.

MEDICIÓN DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

La medición de campos electromagnéticos para el caso de antenas está regulada por la Unión Interna­cional de Telecomunicaciones (uit), mediante la Re­comendación IUT-T K.52 “Orientación sobre el cum­plimiento de los límites de exposición de las personas a los campos electromagnéticos”, y especificada en la recomendación IUT-T K.61 “Directrices sobre la me­dición y la predicción numérica de los campos elec­tromagnéticos para comprobar que las instalaciones de telecomunicaciones cumplen los límites de exposi­ción de las personas”. Para el caso de enrutadores wifi y teléfonos móviles no existe una medición estableci­da y aceptada, aunque normalmente en los proyectos de investigación y académicos se utiliza el valor esta­blecido por la iut. Las recomendaciones para medi­ción de campos electromagnéticos esta direccionada a la supervisión y control de radiación en lugares de carácter ocupacional.

La metodología establecida para la medición de cam­pos electromagnéticos en Colombia (Resolución 1645 de 2005) dispone para estaciones radioeléctricas un procedimiento con los siguientes pasos:

  • Establecer una hora adecuada de medición, de talmanera que refleje en lo posible un nivel normalde alto nivel de tráfico o de utilización.

  • Iniciar la toma de medidas con la sonda a una dis­tancia que presente una lectura significativa, tra­tando en lo posible de describir dos trayectos per­pendiculares con respecto a la fuente radiante en forma de cruz con la sonda de medición ubicada a 1,70 metros de altura.

  • En caso que la estación se encuentre ubicada en áreas circunvecinas de público general, se reco­mienda realizar un recorrido de medición por las áreas limítrofes determinando el nivel de lectura del instrumento.

  • En caso que los valores medidos superen en los recorridos los límites de exposición de la norma K.52 se realizarán mediciones promedio de 6 mi­nutos, con el fin de estudiar su estabilidad en el tiempo.

  • Con la información recolectada se podrán realizargráficas de toma de medidas, indicando los nivelesde campo normalizados respecto a los límitesestablecidos de exposición.

En la medición de ondas electromagnéticas se debe tener claridad si el sitio objeto de estudio es irradia­do por fuentes de emisión o inmisión. Como medi­ción de emisión se denomina a la medición realizada con equipo banda angosta (medidores de intensidad de campo y analizadores de espectros, entre otros), sintonizables a fuentes definidas. Por su lado, se denomina medición de inmisión a la que se realiza empleando instrumentos de banda ancha (detectores de radiación electromagnética no sintonizables), con sondas de medición E y H isotrópicas a fuentes indefinidas y en un rango amplio de frecuencias.

La mayoría de los dispositivos mide el campo eléctrico o el campo magnético. En el caso de campo reactivo, la distinción de los campos eléctrico y magnético es importante. En el caso de la región de campo lejano, es posible medir el componente de uno solo de los campos y así determinar la densidad de potencia rela­tiva. Sin embargo, normalmente se utilizan los dispo­sitivos de medición de campo eléctrico (recomenda­ción IUT-T K.61).

Durante las mediciones, las cantidades básicas son di­fíciles de medir directamente, por lo que la mayoría de los documentos proporciona niveles derivados de referencia para el campo eléctrico, el campo magné­tico y la densidad de potencia. Los límites derivados se utilizan en situaciones en las que el campo electro­magnético es afectado por la presencia de un cuerpo. Los límites normalmente se expresan como valores eficaces de una onda sinusoidal promediada a lo lar­go de un periodo definido. Un ejemplo de ello son los límites de referencia icnirp, los cuales deben prome­diarse a lo largo de cualquier periodo de seis minutos en frecuencias por debajo de 10 ghz.

La intensidad del campo electromagnético varía con la posición espacial debido al efecto de le reflexión y la dispersión sobre las estructuras adyacentes. La es­cala de esta variabilidad es función de la longitud de onda y es importante considerarla para determinar los emplazamientos de máxima exposición y utilizar el promediado espacial de manera adecuada. Como las normas de exposición especifican los límites de ex­posición de las personas, debe considerarse el efec­to del propio cuerpo sobre el diagrama de campo. La posición de una persona en un espacio la afectaría, pues absorbería la onda incidente creando una región de sombra e impidiendo una reflexión que, de pro­ducirse, incrementaría el campo en el emplazamiento donde se encuentra. Estos tipos de efectos en radio­frecuencias altas pueden dar lugar a una sobreestima­ción del campo durante las mediciones cerca de obje­tos reflectantes, como se observa en la figura 2 (reco­mendación IUT-T K.61).


Figura 2
Ilustración de una alteración multitrayecto debido a la presencia de un cuerpo humano
recomendación IUT-T K.61

Por último, es importante establecer que durante la medición la distancia juega un papel importante entre la fuente y el instrumento debido a que su intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia; es decir, a una distancia doble la intensidad de la onda electro­magnética corresponde a un cuarto de la intensidad inicial, mientras que a una distancia triple la intensi­dad de la onda electromagnética es equivalente a un noveno.

MEDICIÓN DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOSAL AIRE LIBRE

La medición de campos electromagnéticos al aire libre normalmente se realiza cerca de estaciones base con el fin de controlar los límites de exposición de las on­das emitidas por sus antenas. Las metodologías apli­cadas son variadas, pero siempre enmarcadas dentro de las normas.

La medición para una estación base en ambiente al aire libre se divide en toma de medición horizontal y vertical. Las mediciones en sentido horizontal normal­mente se establecen dentro de los 100 metros alrede­dor de la estación base, tomándose bien sea cada uno, cinco o diez metros, según la metodología establecida previamente. La medición en sentido vertical normal­mente inicia a una altura de veinte centímetros sobre el nivel del suelo y puede llegar a dos metros de altu­ra, tomándose cada veinte o cincuenta centímetros, según lo dispuesto por el investigador. La mayoría de los investigadores divide el área circundante a la ante­na en planta en cuatro ejes perpendiculares entre sí, sobre los que se desplazaran tomando las mediciones anteriormente descritas.

El tiempo de medición se toma normalmente duran­te un periodo de seis minutos; sin embargo, algunas investigaciones calculan la duración recomendada de­pendiendo de la frecuencia a analizar y sobre la base de las tablas establecidas por los organismos internacionales.

CONTEXTO DEL PROYECTO

El contexto del proyecto se desarrolla en el marco del método cualitativo, basado en el análisis del estado del arte y estableciendo la importancia de entregar una panorámica de la contaminación electromagné­tica circundante al público en general. Por otra parte, en el ambiente al aire libre se realizan diferentes me­diciones cuantitativas a estaciones base de telefonía móvil mediante puntos de medición distribuidos. Una vez realizadas las mediciones, se establecen compara­ciones entre contaminación electromagnética al aire libre en los diferentes puntos tomados.

Población y área objeto de estudio

La selección de la población y el área objeto de estudio se desarrolla en el marco del método cualitativo, cuyo objetivo es establecer una distribución de puntos de medición en un sector densamente poblado con alta densidad de ebtm, lo cual permite determinar un comparativo entre la contaminación producto de la ebtm entre los diferentes puntos del ambiente al aire libre.

La población seleccionada es la ciudad de Cúcuta en el departamento de Norte de Santander (Colombia), puesto que al ser esta una ciudad intermedia posee una extensa red de ebtm y una alta densidad pobla­cional que se evidencia en algunos sectores, además de presentar una topografía regular constante y plana en la mayor parte del contexto urbano y bajas pre­cipitaciones en temporadas de lluvias, características que no ionizan el ambiente ni afectan la toma de me­diciones.

El área objeto de estudio para las mediciones compa­rativas al aire libre dentro de la ciudad de Cúcuta co­rresponde al barrio Los Pinos, el cual posee condicio­nes idóneas representadas en una muestra urbana de tipo residencial, comercial e institucional, así como en características que ofician como constantes y permi­ten disminuir las variables para la toma de mediciones y su posterior análisis.

El barrio Los Pinos es producto del desarrollo urbanís­tico planificado que se dio en la ciudad de Cúcuta en los años 70 del siglo pasado, con manzanas ortogona­les, calles planas y rectas, viviendas fabricadas con sis­tema constructivo constante (figura 3) a base de pisos en tableta de concreto, que con el tiempo dieron paso a la cerámica, muros en mampostería y cubiertas en placa maciza, y una excelente arborización que crea una relación armónica ser humano-naturaleza (Mos­quera, 2006) poco vista en algunos barrios la ciudad. Lo que en un principio se proyectó como un barrio residencial para estrato medio de la ciudad, pronto se uniría a la dinámica de crecimiento y albergaría un parque deportivo y recreacional de uso público, un colegio privado, templos de origen católico romano y cristiano y un comercio integrado principalmente por restaurantes y almacenes de ropa. Adicionalmente, el barrio Los Pinos se encuentra en un sector neurál­gico de la ciudad, pues en sus inmediaciones se en­cuentran el Hospital Universitario Erasmo Meoz, las facultades de Comunicación Social y Medicina de la Universidad de Pamplona, la sede principal de la Uni­versidad Francisco de Paula Santander, la Avenida Los Libertadores, el Canal de aguas lluvias Bogotá, la Ave­nida Guaimaral (Avenida 11E) y la Avenida Los Pinos (Calle 2E).


Figura 3
Fotografía aérea, delimitación y puntos de medición al aire libre propuestos (a); y fotografía altimetría Barrio Los Pinos, Cúcuta (b)
elaboración propia.

Adicionalmente, el barrio Los Pinos tiene una caracte­rística muy importante para el propósito del presente estudio: la ubicación de una Estación Base de Telefo­nía Móvil (ebtm) en lo que antiguamente fuese una vivienda (figura 4).


Figura 4
Fotografía 3D Barrio Los Pinos (Cúcuta)
elaboración propia.

Magnitudes para la medición de campos electromagnéticos

La medición de campos electromagnéticos está en­marcada en el método cuantitativo. La medición es el trabajo de campo correspondiente a la toma de in­tensidad de campo eléctrico (E) en V/m, intensidad de campo magnético (H) en A/m y densidad de potencia en W/m2.

Las ondas electromagnéticas en un punto de medi­ción pueden presentar aportes por cada eje del espa­cio. Además, al realizar mediciones a fuentes de inmi­sión por cada uno de los ejes X, Y y Z, se pueden ob­tener valores para cada una de las magnitudes; razón por la cual en el presente proyecto se busca tomar la magnitud como un único valor. Por lo tanto, el valor asumido corresponde a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de cada eje.

En la medición de campos eléctricos, cuando se desea un valor promedio en un lapso de tiempo, se mane­ja el concepto de valor medio temporal establecido en la recomendación UIT-TK.61 para frecuencias por debajo de 10 GHz, como es el caso de los equipos di­rigidos al estudio de ambientes internos en edificacio­nes. Para el presente caso, se trabajó con el promedio máximo a fin de obviar los valores picos inferiores de la onda durante la medición.

Periodo de medición

El periodo de medición establecido en el marco de esta investigación es de seis minutos para frecuencias por debajo de los 10 ghz durante cada una de las me­diciones realizadas (UIT-TK.61).

Equipo de medición

El equipo de medición seleccionado es el medidor de intensidad de RF CEM EXTECH INSTRUMENTS Mode­lo 480846 escala de frecuencia de 10 mhz a 8 ghz, el cual es un medidor de banda ancha para monitorear la radiación de alta frecuencia, permite la obtención de medidas isotrópicas y es un sensor de medición de tres canales.


Figura 5
Equipo medidor de intensidad de RF CEM EXTECH INSTRUMENTS Modelo 480846
elaboración propia.

Horario para la toma de mediciones

Teniendo en cuenta que el proyecto posee como ob­jetivo realizar mediciones con la menor afectación por ondas electromagnéticas naturales, como las produci­das por el Sol, las medidas se realizaron en horas de la noche. De esta manera, las mediciones fueron realiza­das en el horario comprendido entre 6:00 y 9:00 p. m.

Medición al aire libre en el barrio Los Pinos

La medición al aire libre en Los Pinos se realizó me­diante la toma de datos en doce puntos diferen­tes correspondientes a las esquinas de las cuadras que comprenden el barrio (figura 3). Normalmente, durante las tres horas de medición establecida por día solo se pudo lograr hacer un recorrido de los doce puntos de medición al aire libre. El procedimiento establecido es el siguiente:

  • Toma de datos entre 6:00 y 9:00 p. m.

    El operador del equipo debe estar desprovisto de equipos electrónicos y equipos de telefonía móvil.

    El operador georreferencia los puntos mediante el uso de un gps

    El operador se ubica en cada punto, dirigiendo el equipo y su respectiva antena isotrópica al norte magnético.

    El operador eleva el equipo a una altura de 1,50 metros con la mano erguida separada del cuerpo a partir de su encendido.

    El operador establece en el equipo la toma de los valores promedio máximo de cada una de las in­tensidades de campo y la densidad de potencia.

    El tiempo de medición es de seis minutos, de tal forma que una vez trascurren se toman en bitáco­ra los valores captados por el equipo.

    Si inmediatamente antes o durante la medición se enciende el ícono para cambio de batería del equipo, no se tiene en cuenta el último dato cap­tado y se procede rápidamente a la suspensión del proceso de medición, al cambio de la batería y al reinicio del proceso de medición desde el punto en el cual se generó la suspensión.

Resultados de las mediciones al aire libre

Las mediciones desarrolladas en el marco del presen­te estudio comprendieron la toma de los valores de intensidad de campo eléctrico, intensidad de campo magnético y densidad de potencia captados durante un periodo de seis minutos, correspondientes a 3.600 datos en cada punto. Su conversión en un único valor promedio máximo por punto presentó los resultados señalados en la tabla 1 y la figura 7.


Figura 6
EBTM barrio Los Pinos (a), georreferenciación de un punto (b) y medición al aire libre EBTM (c)
elaboración propia.


Figura 7
Valor promedio máximo de la contaminación electromagnética en el barrio Los Pinos. Medición al aire libre, Campo eléctrico o serie 1 (V/m), campo magnético o serie 2 (mA/m) y densidad de potencia o serie 3 (μW/m2)
elaboración propia.

Tabla 1
Valor promedio máximo en los puntos de medición al aire libre del barrio Los Pinos

elaboración propia.

Al observar la fuente radiante o ebtm se identifica fá­cilmente el punto 7 como el punto de medición más cercano, el cual no es el punto más elevado, de acuer­do con la interpretación de la gráfica de magnitudes.

Lo anterior se debe a la cercanía de este punto con la antena, ya que la proyección de la antena funciona como la luz de un faro, la cual no alumbra su base, ni un radio circundante a esta. Los valores más elevados están en el punto 8, el cual se encuentra a una distancia de 64,8 metros y es el que presenta los ma­yores valores, junto con los puntos 6 y 5, ubicados al otro lado del parque a una distancia de 120,1 metros y 169,9 metros de la ebtm, respectivamente.

De esta manera surge la siguiente inquietud: ¿es posi­ble afirmar que los valores elevados se deban a radia­ción electromagnética de frecuencias entre 10 mhz y 8 ghz? En relación con dicho interrogante, se observa que la densidad de potencia es baja cuando la fuente radiante es un equipo sin tecnología inalámbrica, la densidad es elevada, la fuente radiante es un equipo con tecnología inalámbrica, o en este caso una ebtm, como se evidencia en los puntos de valores más ele­vados, en la cual se identifica que la densidad de po­tencia es la magnitud de mayor rango.

Otra inquietud de carácter técnico es la siguiente: si el punto 4 dista menos de la ebtm que los puntos 5 y 6, ¿por qué estos últimos tienen mayores magnitudes? En este caso, la aclaración consiste en que los puntos 5 y 6 están ubicados al otro lado del parque y presen­tan pocos objetos que causen apantallamiento, de tal forma que le permiten a la onda desplazarse sin ma­yor obstrucción. La situación del punto 4 es la contra­ria, está cerca a la fuente radiante pero existen edifi­caciones que causan reflexión, difracción y dispersión.

DISCUSIÓN

El ambiente al aire libre del barrio Los Pinos se pue­de tipificar como el comportamiento de la contamina­ción electromagnética en los sectores circundantes a las ebtm en un radio de 120 metros.

En el ambiente al aire libre se pueden presentar dos escenarios muy frecuentes (perfil 1 y 2 de la figura 8).


Figura 8
Perfiles del análisis de contaminación electromagnética al aire libre
elaboración propia.

El primero corresponde a una propagación con una fuerte presencia de obstáculos que generan apanta­llamiento y, por ende, una disminución en la conta­minación electromagnética. Este escenario se presen­ta cuando los obstáculos son edificaciones, principal­mente en mampostería, las cuales dificultan el libre paso de las ondas (figura 9). El segundo escenario planteado corresponde a una propagación con poca presencia de obstáculos que no generan apantalla­miento, como parques, zonas verdes, parqueaderos a cielo abierto, entre otros, lo que permite a las ondas desplazarse sin ninguna restricción, presentando una contaminación electromagnética elevada si está den­tro del radio de 120 metros de la ebtm.


Figura 9
Perfil 1: densidad de potencia con apantallamiento de casa y edificaciones
elaboración propia.

En el perfil 1, correspondiente a la figura 9, tomando la ebtm y los puntos de medición 12, 7, 8, 4 y 1 del barrio Los Pinos (figura 8), se muestra cómo en pre­sencia de viviendas y edificaciones –que para el pre­sente caso corresponden a casas de 1 y 2 pisos entre los puntos 12 y 4 y edificaciones de 4 pisos entre el punto 4 y 1– la densidad de potencia disminuye con­siderablemente (representa por la curva azul) debido al efecto de apantallamiento producto de las casas y edificaciones ubicadas en el trayecto.

En el perfil 2, correspondiente a la figura 10, tomando para este caso el punto de la ebtm y los puntos de me­dición 11, 7, 8, 6 y 5 del barrio Los Pinos (figura 8) –y ubicando todos sobre una sola línea recta bajo el pre­cepto que las antenas ubicadas en la ebtm irradian de manera constante los puntos de forma radial–, se ob­serva que los puntos de medición comprendidos en­tre el punto 5 y el 8, correspondientes al parque Los Pinos, poseen valores mayores de densidad de poten­cia y, por tanto, mayor contaminación electromagné­tica. En el caso de los puntos de medición 7 y 11, ubi­cados entre viviendas y edificaciones, se exhiben los valores de densidad de potencia más baja. Por ende, se puede afirmar que poseen una menor contamina­ción ambiental por ondas electromagnéticas.


Figura 10
Perfil 2 densidad de potencia sin apantallamiento de casas y edificaciones.
elaboración propia.

Por último, una vez analizados los anteriores plantea­mientos, se puede afirmar que, en el caso específico del barrio Los Pinos, existe mayor contaminación por ondas electromagnéticas en el parque que en las ca­lles internas del mismo, sin importar si están próximas a la ebtm, debido al efecto de apantallamiento de las edificaciones.

CONCLUSIONES

Los acelerados procesos de urbanización incremen­tan la cantidad e intensidad de los contaminantes que ejercen efectos negativos en la salud y la calidad de vida de los habitantes de los cada vez más grandes en­tornos urbanos. Teniendo en cuenta que, a diferencia de la contaminación atmosférica por residuos sólidos o la contaminación del agua, algunos contaminantes como las ondas electromagnéticas no se aprecian fá­cilmente, se hace necesario adelantar investigaciones exhaustivas tendientes a confirmar o desvirtuar sus efectos negativos en los entornos habitados por el ser humano.

Lo anterior adquiere mayor relevancia si se tiene en cuenta que en las últimas décadas las ondas electro­magnéticas han tenido un incremento considerable que de la mano de los crecientes procesos de densifi­cación y consolidación urbana y del gigantesco creci­miento de la telefonía móvil y las conexiones de banda ancha en términos de cantidad, cobertura, intensidad de uso y aplicación a todas las funciones del hombre.

Como respuesta a esa tendencia global predominan­te, también se encuentra en ascenso la preocupación individual, colectiva e institucional sobre los riesgos que ejercen los campos electromagnéticos de radio­frecuencia en la salud de las personas y la calidad del ambiente, específicamente en lo concerniente a la ex­posición a la radiación electromagnética producto del abundante uso de telefonía móvil y de la creciente necesidad de conectividad para el acceso a internet, re­presentados en el desmedido aumento de estaciones base de telefonía móvil en las ciudades.

En ese sentido, se requieren elementos de juicio para reconocer e interpretar adecuadamente los niveles de exposición a las ondas electromagnéticas y la contaminación que estas ejercen en lugares de uso y ocu­pación frecuente, tales como los diferentes elemen­tos representativos del espacio público, entre los que se encuentran un sinnúmero de espacios al aire libre apetecidos por las comunidades para el desarrollo de actividades cotidianas de integración, recreación, ocio y esparcimiento. Máxime si se tiene en cuenta que cerca de dichos espacios, generalmente, se en­cuentran ubicadas ebtm para dar respuesta a la nece­sidad de cobertura que demanda la ciudad.

La elección de la ciudad y el área objeto de estudio, como es el caso de Cúcuta y el parque deportivo y recreacional de uso público ubicado en el barrio Los Pinos, responde a criterios estratégicos comunes a muchas ciudades y espacios urbanos abiertos, tales como densidad poblacional, regularidad del relieve, bajo índice de precipitación (que no afecta la toma de mediciones) y usos del suelo de tipo residencial, comercial e institucional, los cuales no solo permiten reducir la cantidad de variables de análisis y agilizar el proceso diagnóstico, sino que además admiten la posibilidad de hacer extensivos los resultados de la in­vestigación a muchos contextos urbanos con caracte­rísticas similares.

La estimación de la contaminación ambiental por on­das electromagnéticas no ionizantes producto de tec­nologías inalámbricas en ambientes al aire libre se encuentra estrechamente ligada al tipo de fuentes de emisión, número de fuentes, distancia a las fuen­tes, ubicación del espacio en estudio y densidad de edificaciones que confinan el sitio objeto de estudio. Así mismo, este tipo de contaminación se encuentra cercanamente relacionada con la densidad de edifica­ciones u obstáculos y con los materiales de ingeniería empleados en su construcción.

Los resultados de esta investigación señalan que el área urbana ubicada a una distancia de 60 metros de una ebtm presenta una mayor contaminación electro­magnética por ondas no ionizantes en zonas no pro­vistas de edificaciones que en aquellas edificadas. Por lo anterior, el mayor valor de contaminación ambien­tal por ondas electromagnéticas no ionizantes en el barrio Los Pinos de la Ciudad de Cúcuta se presentó en el parque o área de esparcimiento, con un valor de densidad de potencia de 5,27 μW/m2.

En un ambiente al aire libre con alta densidad de edi­ficaciones y espacio público, en los 120 metros circun­dantes a la ebtm las mediciones de contaminación ambiental son más elevadas en el área de esparci­miento a cielo abierto y, por ende, se presenta mayor contaminación. La relación de la contaminación am­biental de la zona densamente edificada con respecto a zonas poco edificadas es de 1:10.

De acuerdo con lo expuesto, la estructura regular de un barrio convencional, representada en la disposi­ción de viviendas, edificaciones de uso complemen­tario y parques, no solo facilita el análisis de la conta­minación ambiental por ondas electromagnéticas no ionizantes para las comunidades que habitan áreas si­milares, sino que también genera el reconocimiento de que el excesivo e inadecuado emplazamiento de ebtm en los entornos residenciales hace que los es­pacios al aire libre, generalmente relacionados con el mejoramiento de la calidad de vida, no cumplan con su función primordial de garantizar el derecho de los ciudadanos a un ambiente sano.

Material suplementario
Referencias
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Notas

Figura 1
Campos de radiación
Henao-Céspedes, 2012.

Figura 2
Ilustración de una alteración multitrayecto debido a la presencia de un cuerpo humano
recomendación IUT-T K.61

Figura 3
Fotografía aérea, delimitación y puntos de medición al aire libre propuestos (a); y fotografía altimetría Barrio Los Pinos, Cúcuta (b)
elaboración propia.

Figura 4
Fotografía 3D Barrio Los Pinos (Cúcuta)
elaboración propia.

Figura 5
Equipo medidor de intensidad de RF CEM EXTECH INSTRUMENTS Modelo 480846
elaboración propia.

Figura 6
EBTM barrio Los Pinos (a), georreferenciación de un punto (b) y medición al aire libre EBTM (c)
elaboración propia.

Figura 7
Valor promedio máximo de la contaminación electromagnética en el barrio Los Pinos. Medición al aire libre, Campo eléctrico o serie 1 (V/m), campo magnético o serie 2 (mA/m) y densidad de potencia o serie 3 (μW/m2)
elaboración propia.
Tabla 1
Valor promedio máximo en los puntos de medición al aire libre del barrio Los Pinos

elaboración propia.

Figura 8
Perfiles del análisis de contaminación electromagnética al aire libre
elaboración propia.

Figura 9
Perfil 1: densidad de potencia con apantallamiento de casa y edificaciones
elaboración propia.

Figura 10
Perfil 2 densidad de potencia sin apantallamiento de casas y edificaciones.
elaboración propia.
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