A energia eletromagnética de radiofrequência (RF) e a radiação de micro-ondas são usadas em uma variedade de aplicações na indústria, comércio, medicina e pesquisa, bem como em casa. Na faixa de frequência de 3 a 3 x 108 kHz (ou seja, 300 GHz), reconhecemos prontamente aplicações como transmissão de rádio e televisão, comunicações (telefone de longa distância, telefone celular, comunicação de rádio), radar, aquecedores dielétricos, aquecedores de indução, fontes de alimentação comutadas e monitores de computador.
A radiação de RF de alta potência é uma fonte de energia térmica que carrega todas as implicações conhecidas do aquecimento para sistemas biológicos, incluindo queimaduras, mudanças temporárias e permanentes na reprodução, catarata e morte. Para a ampla gama de radiofrequências, a percepção cutânea de calor e dor térmica não é confiável para detecção, porque os receptores térmicos estão localizados na pele e não detectam prontamente o aquecimento profundo do corpo causado por esses campos. Limites de exposição são necessários para proteger contra esses efeitos adversos à saúde da exposição a campos de radiofrequência.
Exposição profissional
Aquecimento por indução
Aplicando um intenso campo magnético alternado, um material condutor pode ser aquecido por indução. correntes de Foucault. Esse aquecimento é usado para forjamento, recozimento, brasagem e soldagem. As frequências de operação variam de 50/60 a vários milhões de Hz. Como as dimensões das bobinas que produzem os campos magnéticos costumam ser pequenas, o risco de exposição de alto nível de todo o corpo é pequeno; no entanto, a exposição das mãos pode ser alta.
Aquecimento dielétrico
A energia de radiofrequência de 3 a 50 MHz (principalmente nas frequências de 13.56, 27.12 e 40.68 MHz) é usada na indústria para uma variedade de processos de aquecimento. As aplicações incluem vedação e relevo de plástico, secagem de cola, processamento de tecidos e têxteis, marcenaria e fabricação de diversos produtos como lonas, piscinas, forros de colchão d'água, sapatos, pastas de cheques de viagem e assim por diante.
As medições relatadas na literatura (Hansson Mild 1980; IEEE COMAR 1990a, 1990b, 1991) mostram que, em muitos casos, as forças elétricas e magnéticas campos de vazamento são muito altos perto desses dispositivos de RF. Muitas vezes, os operadores são mulheres em idade reprodutiva (ou seja, 18 a 40 anos). Os campos de vazamento costumam ser extensos em algumas situações ocupacionais, resultando na exposição de todo o corpo dos operadores. Para muitos dispositivos, os níveis de exposição a campos elétricos e magnéticos excedem todas as diretrizes de segurança de RF existentes.
Uma vez que estes dispositivos podem dar origem a uma absorção muito elevada de energia de RF, é de interesse controlar os campos de fuga que emanam deles. Assim, o monitoramento periódico de RF torna-se essencial para determinar se existe um problema de exposição.
Sistemas de comunicação
Trabalhadores nas áreas de comunicação e radar estão expostos apenas a intensidades de campo de baixo nível na maioria das situações. No entanto, a exposição dos trabalhadores que devem escalar torres de FM/TV pode ser intensa e precauções de segurança são necessárias. A exposição também pode ser substancial perto de gabinetes de transmissores com seus intertravamentos desativados e portas abertas.
exposição médica
Uma das primeiras aplicações da energia de RF foi a diatermia de ondas curtas. Eletrodos não blindados são geralmente usados para isso, levando possivelmente a altos campos dispersos.
Recentemente, campos de RF têm sido usados em conjunto com campos magnéticos estáticos em imagem de ressonância magnética (RM). Como a energia de RF usada é baixa e o campo está quase totalmente contido no gabinete do paciente, a exposição dos operadores é insignificante.
Efeitos Biológicos
A taxa de absorção específica (SAR, medida em watts por quilograma) é amplamente utilizada como uma quantidade dosimétrica, e os limites de exposição podem ser derivados de SARs. A SAR de um corpo biológico depende de parâmetros de exposição como frequência da radiação, intensidade, polarização, configuração da fonte de radiação e do corpo, superfícies de reflexão e tamanho do corpo, forma e propriedades elétricas. Além disso, a distribuição espacial SAR dentro do corpo é altamente não uniforme. A deposição de energia não uniforme resulta em aquecimento corporal não uniforme e pode produzir gradientes de temperatura interna. Em frequências acima de 10 GHz, a energia é depositada próximo à superfície do corpo. O SAR máximo ocorre em cerca de 70 MHz para o sujeito padrão e em cerca de 30 MHz quando a pessoa está em contato com o solo de RF. Em condições extremas de temperatura e umidade, espera-se que SARs de corpo inteiro de 1 a 4 W/kg a 70 MHz causem um aumento da temperatura central de cerca de 2 ºC em seres humanos saudáveis em uma hora.
O aquecimento por RF é um mecanismo de interação que tem sido estudado extensivamente. Efeitos térmicos foram observados em menos de 1 W/kg, mas os limiares de temperatura geralmente não foram determinados para esses efeitos. O perfil de tempo-temperatura deve ser considerado na avaliação dos efeitos biológicos.
Efeitos biológicos também ocorrem quando o aquecimento por RF não é um mecanismo adequado nem possível. Esses efeitos geralmente envolvem campos de RF modulados e comprimentos de onda milimétricos. Várias hipóteses foram propostas, mas ainda não produziram informações úteis para derivar os limites de exposição humana. Existe a necessidade de entender os mecanismos fundamentais de interação, uma vez que não é prático explorar cada campo de RF por suas interações biofísicas e biológicas características.
Estudos em humanos e animais indicam que os campos de RF podem causar efeitos biológicos prejudiciais devido ao aquecimento excessivo dos tecidos internos. Os sensores de calor do corpo estão localizados na pele e não detectam prontamente o aquecimento profundo dentro do corpo. Os trabalhadores podem, portanto, absorver quantidades significativas de energia de RF sem estarem imediatamente cientes da presença de campos de vazamento. Há relatos de que pessoas expostas a campos de RF de equipamentos de radar, aquecedores e seladores de RF e torres de rádio-TV experimentaram uma sensação de aquecimento algum tempo após a exposição.
Há pouca evidência de que a radiação de RF possa iniciar o câncer em humanos. No entanto, um estudo sugeriu que pode atuar como um promotor de câncer em animais (Szmigielski et al. 1988). Estudos epidemiológicos de pessoas expostas a campos de RF são poucos e geralmente têm escopo limitado (Silverman 1990; NCRP 1986; WHO 1981). Vários levantamentos de trabalhadores expostos ocupacionalmente foram conduzidos na antiga União Soviética e em países da Europa Oriental (Roberts e Michaelson, 1985). No entanto, esses estudos não são conclusivos com relação aos efeitos na saúde.
Avaliação humana e estudos epidemiológicos sobre operadores de seladores de RF na Europa (Kolmodin-Hedman et al. 1988; Bini et al. 1986) relatam que os seguintes problemas específicos podem surgir:
- Queimaduras de RF ou queimaduras por contato com superfícies termicamente quentes
- dormência (ou seja, parestesia) nas mãos e dedos; sensibilidade tátil perturbada ou alterada
- irritação ocular (possivelmente devido a vapores de material contendo vinil)
- aquecimento significativo e desconforto nas pernas dos operadores (talvez devido ao fluxo de corrente através das pernas para o chão).
Telemoveis
O uso de radiotelefones pessoais está aumentando rapidamente e isso levou a um aumento no número de estações base. Estes são frequentemente localizados em áreas públicas. No entanto, a exposição ao público dessas estações é baixa. Os sistemas geralmente operam em frequências próximas a 900 MHz ou 1.8 GHz, usando tecnologia analógica ou digital. Os monofones são transmissores de rádio pequenos e de baixa potência mantidos próximos à cabeça quando em uso. Parte da potência irradiada da antena é absorvida pela cabeça. Cálculos numéricos e medições em cabeças fantasmas mostram que os valores de SAR podem ser da ordem de alguns W/kg (ver declaração adicional do ICNIRP, 1996). A preocupação pública sobre o perigo à saúde dos campos eletromagnéticos aumentou e vários programas de pesquisa estão sendo dedicados a esta questão (McKinley et al., relatório não publicado). Vários estudos epidemiológicos estão em andamento com relação ao uso de telefones celulares e câncer cerebral. Até agora, apenas um estudo animal (Repacoli et al. 1997) com camundongos transgênicos expostos 1 h por dia durante 18 meses a um sinal semelhante ao usado em comunicação móvel digital foi publicado. Ao final dos experimentos, 43 de 101 animais expostos tinham linfomas, em comparação com 22 de 100 no grupo de exposição simulada. O aumento foi estatisticamente significativo (p > 0.001). Esses resultados não podem ser facilmente interpretados com relevância para a saúde humana e mais pesquisas sobre isso são necessárias.
Padrões e Diretrizes
Várias organizações e governos emitiram padrões e diretrizes para proteção contra exposição excessiva a campos de RF. Uma revisão dos padrões mundiais de segurança foi feita por Grandolfo e Hansson Mild (1989); a discussão aqui refere-se apenas às diretrizes emitidas pela IRPA (1988) e padrão IEEE C 95.1 1991.
A justificativa completa para os limites de exposição à RF é apresentada em IRPA (1988). Em resumo, as diretrizes da IRPA adotaram um valor limite básico de SAR de 4 W/kg, acima do qual é considerado uma probabilidade crescente de que consequências adversas à saúde possam ocorrer como resultado da absorção de energia de RF. Nenhum efeito adverso à saúde foi observado devido a exposições agudas abaixo deste nível. Incorporando um fator de segurança de dez para permitir possíveis consequências da exposição a longo prazo, 0.4 W/kg é usado como o limite básico para derivar os limites de exposição para exposição ocupacional. Um outro fator de segurança de cinco é incorporado para derivar os limites para o público em geral.
Limites de exposição derivados para a força do campo elétrico (E), a força do campo magnético (H) e a densidade de potência especificada em V/m, A/m e W/m2 respectivamente, são mostrados na figura 1. Os quadrados do E e H os campos são calculados em média durante seis minutos e é recomendado que a exposição instantânea não exceda os valores médios de tempo em mais de um fator de 100. Além disso, a corrente corpo-terra não deve exceder 200 mA.
Figura 1. Limites de exposição IRPA (1988) para intensidade de campo elétrico E, intensidade de campo magnético H e densidade de potência
O padrão C 95.1, definido em 1991, pelo IEEE fornece valores limite para exposição ocupacional (ambiente controlado) de 0.4 W/kg para a SAR média em todo o corpo de uma pessoa e 8 W/kg para o pico de SAR entregue a qualquer grama de tecido por 6 minutos ou mais. Os valores correspondentes para a exposição do público em geral (ambiente não controlado) são 0.08 W/kg para SAR de corpo inteiro e 1.6 W/kg para SAR de pico. A corrente corpo-terra não deve exceder 100 mA em um ambiente controlado e 45 mA em um ambiente não controlado. (Consulte IEEE 1991 para obter mais detalhes.) Os limites derivados são mostrados na figura 2.
Figura 2. Limites de exposição IEEE (1991) para intensidade de campo elétrico E, intensidade de campo magnético H e densidade de potência
Mais informações sobre campos de radiofrequência e micro-ondas podem ser encontradas, por exemplo, em Elder et al. 1989, Greene 1992 e Polk e Postow 1986.