Antena Telefonica

Resumen:

Las ondas empleadas en telefonía móvil deben ser situadas en su justo término y sus efectos no deben ser magnificados gratuitamente. En este trabajo se cuantifica el valor de la densidad de potencia de las ondas electromagnéticas usadas por esta nueva tecnología. Las antenas de telefonía móvil instaladas en los tejados producen unas densidades muy bajas. No así los teléfonos móviles, que producen densidades de potencia cercanas a los valores máximos recomendados por el Consejo de Europa.

Introducción

El imparable crecimiento de la telefonía móvil (en España hay ya más de 30 millones de usuarios) está haciendo que se congestionen muchas de las instalaciones existentes, para cuya solución las compañías telefónicas tienen que aumentar el número de estaciones base y por consiguiente el número de antenas. Dentro de poco, si las trabas normativas autonómicas y municipales no lo retrasan, desde nuestro teléfono móvil UMTS podremos realizar varias conexiones simultáneas de acceso rápido a distintos serviciosmultimedia de alta calidad y a internet de alta velocidad, entrando de lleno de manera masiva en la Sociedad de la Información.

Naturaleza de las ondas

Las ondas usadas en telefonía móvil son similares a las de los hornos microondas domésticos y, como todas las ondas electromagnéticas, se propagan de manera que su intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia, según la fórmula

D = P / (4 • p • d2) [1]

siendo

D... densidad de potencia

P... potencia emitida (potencia isótropa radiada equivalente)

d... distancia

Por esta razón son tan bajas las intensidades producidas por las antenas de telefonía móvil: a una distancia de tan sólo 20 m justo enfrente de una de ellas la densidad de potencia es inferior a 10 microvatios por centímetro cuadrado, cuando el valor máximo de la Recomendación del Consejo de Europa es de 450 (con un coeficiente de seguridad de 50 por debajo del valor considerado inocuo para la salud desde el punto de vista térmico). Y en las viviendas del edificio donde está instalada una antena la densidad es todavía cientos de veces inferior porque las antenas emiten horizontalmente y no verticalmente y además hay que tener en cuenta el gran efecto atenuador de los forjados y paredes del edificio. En nuestras calles y casas la densidad de potencia debida a la telefonía móvil es inferior a 1 microvatio/cm2, es decir, más de veinte mil veces (!) por debajo del valor considerado inocuo por la Recomendación. Para hacernos una idea de la magnitud de estas cifras pensemos que en un día claro la radiación del Sol sobre la superficie de la Tierra es de unos 100.000 microvatios/cm2, parte de la cual sí es cancerígena (su componente ultravioleta).

Las ondas empleadas en telefonía móvil deben ser situadas en su justo término y sus efectos no deben ser magnificados gratuitamente. Pensemos que nuestro cuerpo de manera natural y continua está irradiando calor al ambiente en forma de rayos infrarrojos y a la vez está absorbiéndolo del ambiente también como rayos infrarrojos. Cualquier objeto de nuestro entorno (un radiador de calefacción, una mesa, un cubito de hielo...) está siempre emitiendo rayos infrarrojos, que no son otra cosa que ondas electromagnéticas cuya frecuencia es unas veinte mil veces superior a las empleadas en telefonía móvil, produciendo ambas ondas en nuestro organismo el mismo efecto, es decir, lo calientan, si bien los infrarrojos penetran algo menos. Nuestro cuerpo está absorbiendo continuamente de los objetos que nos rodean (incluida la ropa que llevamos puesta) una radiación infrarroja con una densidad de potencia de unos 20.000 microvatios/cm2, según la ley de Stefan-Boltzmann. ¿Qué nos puede suponer absorber 1 microvatio/cm2 de las ondas usadas en la telefonía móvil? Nada.

Variación de laexposición con el número de antenas

En los núcleos pequeños de población se usa una sola antena para dar total cobertura pero en las ciudades eso no es posible porque cada antena tiene un alcance limitado, ya que los edificios atenúan fuertemente las ondas y además cada una sólo puede dar servicio a un número determinado de usuarios. La única solución es instalar más antenas haciendo que la superficie atendida por cada una sea menor y por consiguiente también menor su potencia. El casco urbano de la ciudad queda de esta manera dividido en células independientes, cada una atendida por una antena. Esta es la razón de que los sistemas de telefonía móvil se llamen sistemas celulares.

Veamos cómo disminuye la potencia de cada antena cuando se aumenta su número. Imaginemos un casco urbano de forma cuadrada y lado L con una única antena en su centro de potencia P1. La densidad de potencia en el punto más alejado (vértice del cuadrado) es, aplicando la fórmula [1]

Dividamos ahora el cuadrado anterior en N cuadrados iguales de lado L / N1/2 y situemos una antena de potencia PN en el centro de cada uno. La densidad de potencia producida por cada antena en el punto más alejado de su cuadrado es

Poniendo la condición de que la densidad sea la misma en ambos casos (misma calidad, misma cobertura) se obtiene que

PN = P1 / N

es decir, la potencia de cada antena es inversamente proporcional a su número. En realidad la PN necesaria es menor de este valor porque cuando hay una sola antena las ondas encuentran más obstáculos físicos intermedios y se atenúan más.

Calculemos a continuación cómo varía la densidad de potencia total en función del número de antenas.

Exposición debida a las antenas (exposición pasiva)

El cálculo puede hacerse de manera analítica, pero resulta complicado. Es más fácil realizarlo numéricamente con ayuda del ordenador. Se ha llevado a cabo la comparación entre 1 antena de 800 W y 16 antenas de 50 W en un casco urbano de planta cuadrada de 2 km de lado, el cual se ha dividido a efectos de cálculo en 4 millones de cuadraditos de 1 m2. En ambos casos se ha obtenido la misma densidad de potencia media en todo el casco urbano, es decir la densidad de potencia es la misma con tal de que sea igual la potencia total emitida (800 W en ambos supuestos). En el caso de mayor número de antenas se tiene la ventaja añadida de que la densidad de potencia máxima es menor al estar más uniformemente distribuida.

Exposición

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