CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS DE 60 Hz
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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Curso de Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS DE 60 Hz. CRITERIOS PARA EXPOSIÇÃO HUMANA, MEDIÇÃO E CÁLCULO DE CAMPOS PRÓXIMOS ÀS LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ALTA TENSÃO André Felipe F. Sampaio Eduardo Henrique D. Santos Gabriela T. Kascher Moreira Saulo Arruda de Faria
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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Curso de Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação
CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS DE 60 Hz. CRITERIOS PARA EXPOSIÇÃO HUMANA, MEDIÇÃO E
CÁLCULO DE CAMPOS PRÓXIMOS ÀS LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ALTA TENSÃO
André Felipe F. Sampaio
Eduardo Henrique D. Santos
Gabriela T. Kascher Moreira
Saulo Arruda de Faria
Belo Horizonte
2012
André Felipe F. Sampaio
Eduardo Henrique D. dos Santos
Gabriela T. Kascher Moreira
Saulo Arruda de Faria
CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS DE 60 Hz. CRITÉRIOS PARA EXPOSIÇÃO HUMANA, MEDIÇÃO E
CÁLCULO DE CAMPOS PRÓXIMOS ÀS LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ALTA TENSÃO
Relatório apresentado à disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso II do curso de graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação da PUC –Minas.
Orientador: Prof. Ronaldo Kascher Moreira
Belo Horizonte
2012
2
RESUMO
O objetivo deste trabalho é apresentar estudo sobre os campos elétrico e
magnético gerados nas instalações de geração, transmissão e distribuição de
energia elétrica, bem como sobre as influências destes campos no organismo
humano. O tema principal do trabalho é a exposição humana a campos elétricos e
magnéticos de baixa frequência e, portanto, são apresentadas e estudadas as
diretrizes para os limites de exposição a estes campos que irão prover proteção
contra os possíveis efeitos adversos na saúde.
Este trabalho foi motivado pela Resolução nº 398/10 da Agência Nacional de
Energia Elétrica (ANEEL) que regulamenta a Lei nº 11.934, de 5 de maio de 2009,
no que se refere aos limites à exposição humana a campos elétricos e magnéticos
originários de instalações de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica,
na frequência de 60 Hz. Esta Resolução Normativa usou como base os estudos e
publicações da Comissão Internacional de Proteção contra Radiações Não
Ionizantes (ICNIRP) para determinar os níveis de referência máximos dos campos
elétricos e magnéticos produzidos por instalações elétricas no Brasil. A ICNIRP é um
órgão da Organização Mundial de Saúde e, portanto, suas publicações abrangem
resultados de uma série de estudos desenvolvidos em vários países do mundo.
Para mapear os campos elétricos e magnéticos de baixa frequência e avaliar
os níveis de exposição a que está submetida a sociedade brasileira, foram
realizadas medições de campos em diversos ambientes e desenvolvido um software
de cálculo de campos produzidos por linhas de transmissão na frequência de 60Hz.
As medições foram realizadas conforme orientações apresentadas pela
Norma Brasileira (NBR) ABNT NBR 15415, de 30 de outubro do ano de 2006. Para
3
isso, foi utilizado o equipamento HI-3604 Power Frequency Field Stregth
Measurement System da ETS Lindgren, medidor de campos elétricos e magnéticos
associados à transmissão e distribuição de energia elétrica em 50/60 Hz.
O software desenvolvido através programa Matlab consiste em uma
ferramenta de cálculo de campo elétrico e campo magnético que oferece uma
interface gráfica para o usuário informar os parâmetros físicos e elétricos da linha. O
propósito principal do software foi o de confrontar os resultados.
Palavras-chave: Campo Elétrico, Campo Magnético, Campos
eletromagnéticos, 60 Hz, linha de transmissão, medição de campos, ICNIRP,
Compatibilidade Eletromagnética, software de cálculo de campos.
4
ABSTRACT
The objective of this work is to study electrical and magnetic fields due the
generation, transmission and distribution of electricity, as well as the influences of
these fields in the human body. The main focus of this work is the human exposure
to electric and magnetic fields of low frequency.
This work was motivated by the publishment of the Resolution No. 398/10. On
2010, ANEEL (National Agency of Electrical Energy) published this resolution which
regulates Law No. 11934 of May 5, 2009, regarding the limits to human exposure to
electric and magnetic fields originating due the generation, transmission and
distribution of electric energy at a frequency of 60 Hz. ANEEL used the studies and
publications of the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection
(ICNIRP) to determine reference levels to exposure to electric and magnetic fields
produced by electrical installations in Brazil. The ICNIRP is a body of the World
Health Organization and, therefore, ICNIRPs publications include results of a series
of studies performed in countries around the world.
Some field measurements and a field calculation software were done to
identify low frequency electrical and magnetic fields and evaluate the exposure levels
that brazilian society is submitted in the terms presented on the resolution cited
above.
The measurements were performed according to the orientations presented by
Norma Brasileira (Brazilian Resolution) ABNT NBR 15415 from 2006, October 30th.
For this measurements we used the ETS Lindgren equipment HI-3604 Power
Frequency Field Stregth Measurement System, which measures electrical and
magnetic fields due transmission and distribution of electrical energy 50/60 Hz.
5
The software was developed using Matlab and consists in a magnatic and
electrical fields calculation tool which offers a interface to the user easily enter the
physicals and electrical parameters of the energy transmission line. The main
purpose of the software is to confront the simulated results with the measured
values.
Key-words: Electric Field, Magnetic Field, 60 Hz, transmission line, fields
measurement, ICNIRP, Electromagnetic Compatibility, fields calculation software.
6
Gabriela Kascher, 27/11/12,
Ronaldo favor dar uma olada na tradução, pois este texto você ainda não corrigiu.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................................................9
2. O QUE É A ICNIRP.............................................................................................................................10
3. REGULAMENTAÇÃO BRASILEIRA SOBRE EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS DE BAIXA FREQUÊNCIA..............................................................................................................................12
4. CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS E A SAÚDE PÚBLICA (OMS).............................................................15
4.1 EXPOSIÇÃO HUMANA A CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS......................................................16
4.2 DANOS À SAÚDE PÚBLICA....................................................................................................19
4.3 OS ESTUDOS.........................................................................................................................20
5. GUIA DA ICNIRP SOBRE LIMITES DE EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS EM FREQUÊNCIAS ENTRE 1 Hz E 100 kHz...................................................................................................21
5.1 ESCOPO E PROPÓSITO..........................................................................................................21
5.2 BASES CIENTÍFICAS PARA LIMITES DE EXPOSIÇÃO................................................................23
5.3 CONCLUSÕES DA LITERATURA CIENTÍFICA ATUAL................................................................24
5.4 FUNDAMENTAÇÕES PARA AS DIRETRIZES RECOMENDADAS PARA BAIXA FREQUÊNCIA......35
5.5 DIRETRIZES PARA LIMITES DE EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS.......................38
5.6 OBSERVAÇÕES QUANTO À INCERTEZA CIENTÍFICA...............................................................39
5.7 RESTRIÇÕES BÁSICAS E NÍVEIS DE REFERÊNCIA....................................................................39
5.8 RESTRIÇÕES BÁSICAS............................................................................................................40
5.9 TEMPO MÉDIO......................................................................................................................42
5.10 MÉDIA ESPACIAL DO CAMPO ELÉTRICO INDUZIDO..............................................................42
5.11 NÍVEIS DE REFERÊNCIA.........................................................................................................45
5.12 MÉDIA ESPACIAL DOS CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS EXTERNOS...............................48
5.13 ADITIVIDADE DE EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS...................................49
5.14 NÍVEIS DE REFERÊNCIA PARA CORRENTES DE CONTATO......................................................49
5.15 EXPOSIÇÃO SIMULTÂNEA À CAMPOS DE DIFERENTES FREQUÊNCIAS..................................50
5.16 EXPOSIÇÃO A CAMPOS NÃO SENOIDAIS...............................................................................51
5.17 MEDIDAS DE PROTEÇÃO.......................................................................................................53
5.18 CONSIDERAÇÕES SOBRE POSSÍVEIS EFEITOS DE LONGO PRAZO..........................................54
5.19 DETERMINAÇÃO DO PICO PONDERADO DE EXPOSIÇÃO......................................................55
6. CÁLCULO CAMPO ELÉTRICO E MAGNÉTICO.....................................................................................57
6.1 CAMPO ELÉTRICO.................................................................................................................57
7
Ronaldo Kascher, 12/11/12,
6.2 CAMPO MAGNÉTICO............................................................................................................62
6.3 METODO DAS IMAGENS.......................................................................................................66
6.4 EXEMPLO DE CALCULO DE CAMPO ELÉTRICO.......................................................................68
6.5 EXEMPLO DE CÁLCULO DE CAMPO MAGNÉTICO..................................................................74
7. SOFTWARE DESENVOLVIDO PARA CÁLCULO DE CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS.............................79
7.1 GUIDE...................................................................................................................................80
7.2 FLUXOGRAMA......................................................................................................................83
8. MEDIÇÃO DE CAMPOS DE ACORDO COM A NORMA NBR 15415.....................................................84
9. MEDIÇÃO X CÁLCULO.......................................................................................................................84
9.1 LINHA 1.................................................................................................................................85
9.1.1 dADOS DA LINHA..............................................................................................................85
9.1.2 CÁLCULO...........................................................................................................................88
9.1.3 sIMULAÇÃO......................................................................................................................93
9.1.4 MEDIÇÕES.........................................................................................................................93
9.1.5 rESUMO DOS RESULTADOS..............................................................................................94
9.2 LINHA 2.................................................................................................................................95
9.2.1 dADOS DA LINHA..............................................................................................................95
9.2.2 CÁLCULO...........................................................................................................................97
9.2.3 SIMULAÇÃO....................................................................................................................103
9.2.4 MEDIÇÕES.......................................................................................................................103
9.2.5 rESUMO DOS RESULTADOS............................................................................................104
10. GLOSSÁRIO...................................................................................................................................104
11. CONCLUSÃO.................................................................................................................................114
12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................................116
8
1. INTRODUÇÃO
Desde o início da comunicação via rádio e telégrafo é percebido que os
dispositivos elétricos e eletrônicos geram ondas eletromagnéticas com grande
espectro de frequências e que estas ondas causam interferência ou ruído em vários
dispositivos elétricos ou eletrônicos como, por exemplo, em receptores de rádio. As
linhas de transmissão de energia em alta e baixa tensões também emitem ondas
eletromagnéticas que podem causar estas interferências. Estudos visando a
diminuição das interferências e emissões de campos indesejados são elaborados já
a algum tempo.
A partir da década de 70, começaram estudos sobre Compatibilidade
Eletromagnética (EMC) voltados para saúde humana, já que se percebeu possível
relação de campos elétricos e magnéticos com o desenvolvimento de algumas
doenças em pessoas que trabalhavam expostos a estes campos, ou que moravam
perto destas fontes. Desde então inúmeras pesquisas, estudos, artigos foram
publicados sobre o assunto.
A Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não-Ionizante
(ICNIRP - International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) que é
parceira da Organização Mundial de Saúde (OMS) publicou em 1998 um Guia para
Limitação da Exposição à Campos Elétricos e Magnéticos Variantes no Tempo de
Frequência de 1 Hz até 100 kHz ( Guidelines For Limiting Exposure To Time-Varying
Electric and Magnetic Fields - 1 Hz To 100 KHz). A última revisão deste guia foi
emitida em 2010.
9
Baseando-se nos níveis de referência apresentados no guia da ICNIRP, em
23 de março de 2010, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), publicou a
resolução nº 398 que, segundo o próprio texto desta resolução:
Regulamenta a Lei nº 11.934, de 5 de maio de 2009, no que se refere aos limites à exposição humana a campos elétricos e magnéticos originários de instalações de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, na frequência de 60 Hz.
E em 3 de novembro de 2010 a ANEEL publicou a resolução nº 413 com a
orientação abaixo:
Altera a redação dos arts 6º e 8º, insere o art. 8º-A e substitui o Anexo da Resolução Normativa nº 398, de 23 de março de 2010, que regulamenta a Lei nº 11.934, de 5 de maio de 2009, no que se refere aos limites à exposição humana a campos elétricos e magnéticos originários de instalações de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, na frequência de 60 Hz.
Dentro do contexto de que as concessionárias de energia do país devem
cumprir os limites de exposição impostos pelas resoluções citadas, resolveu-se
abordar a questão da exposição humana à campos elétricos e magnéticos de baixa
frequência como o tema do presente Trabalho de Conclusão de Curso.
Assim, utilizando como fontes pesquisas recentes na área e o próprio guia da
ICNIRP foi elaborado um estudo sobre o tema. As conclusões e estudos estão
descritos no presente relatório.
O último capítulo deste relatório é composto por um glossário com palavras,
termos e expressões muito utilizadas na literatura científica sobre exposição humana
a campos elétricos e magnéticos.
2. O QUE É A ICNIRP
ICNIRP é a Comissão Internacional de Proteção contra Radiação não
Ionizante. É um grupo de cientistas especialistas independentes que se dividem em
uma Comissão Principal de 14 membros, 4 Comissões Científicas permanentes para
10
Gabriela Kascher, 27/11/12,
Manteremos o glossário da mesma forma?
estudos de Epidemiologia, Biologia, Dosimetria, e Radiação Óptica e outros
consultores especialistas. Todo este conhecimento e competência são utilizados
para abordar questões importantes de efeitos adversos na saúde humana devido à
exposição à radiação não ionizante.
As radiações não ionizantes são as radiações de frequência igual ou menor a
8x1014Hz, que é a frequência da luz violeta. Desta forma estas radiações tem
frequência igual ou menor que a da luz visível. Nesta faixa de frequências a radiação
não altera diretamente a estrutura atômica.
O principal objetivo da ICNIRP é o de difundir informações e pareceres sobre
os perigos à saúde humana devido à exposição às radiações não ionizantes. Estas
informações e pareceres abrangem todas as radiações não ionizantes incluindo,
radiações ópticas (ultravioleta, visível e infravermelho e lasers), campos elétricos e
magnéticos estáticos e variantes no tempo, radiofrequência (incluindo microondas) e
ultrassom. Muitas das informações da ICNIRP são publicadas como revisões e
relatórios científicos. Os resultados destes trabalhos combinados com a análise de
risco, que são realizados com a colaboração da Organização Mundial da Saúde
(OMS), resultaram na publicação dos Guias de Exposição da ICNIRP.
Os membros da ICNIRP possuem especialidades distintas que são medicina,
dermatologia, oftalmologia, epidemiologia, biologia, fotobiologia, fisiologia, física,
engenharia elétrica e dosimetria.
A ICNIRP é uma organização registrada na Alemanha sem fins lucrativos. A
renda da ICNIRP provém de fontes distintas, porém não é aceita nenhuma
contribuição da indústria, assim como os membros da comissão não podem ser
empregados na indústria. A renda regular da ICNIRP é provida por um pagamento
11
anual da Associação Internacional de Proteção contra Radiadões (International
Radiation Protection Association - IRPA). A Comissão também recebe contribuição
financeira do governo, em sua maioria do German Enviroment Ministry for ICNIRP`s
Scientific Secretariat que se localiza em Munique. Todas as outras receitas vêm de
contratos de trabalho (com a exclusão de qualquer contrato com a indústria),
organização de reuniões científicas e venda de publicações científicas. Na maioria
das vezes a renda por contrato de trabalho é feita com organizações como a
Organização Mundial de Saúde (OMS ou WHO – World Health Organization) e com
a Comissão Europeia (EC). Os membros da ICNIRP não são pagos para trabalhar
pela comissão, sendo todos voluntários.
Os principais insumos para o trabalho científico da ICNIRP são obtidos
através das atividades das Comissões Científicas Permanentes (Scientific Standing
Committees). Cada Comissão Permanente tem o seu próprio programa de trabalho
estabelecido no acordo com a Comissão Principal para resolver os problemas
científicos de proteção contra radiações não ionizantes (NIR).
3. REGULAMENTAÇÃO BRASILEIRA SOBRE EXPOSIÇÃO A CAMPOS
ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS DE BAIXA FREQUÊNCIA
O art. 4º da Lei nº 11.934, de 5 de maio de 2009, estabeleceu que sejam
adotados os limites recomendados pela OMS para a exposição ocupacional e da
população em geral a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos gerados por
estações transmissoras de radiocomunicação, por terminais de usuário e por
sistemas de energia elétrica que operam na faixa até 300 GHz. No Art. 11 desta
mesma Lei é atribuída competência à ANEEL para regular e fiscalizar o atendimento
12
do cumprimento do art. 4° descrito acima. Segue abaixo trechos dos art. 4° e 11 da
Lei nº 11.934, dispondo sobre este assunto:
...
Art. 4o Para garantir a proteção da saúde e do meio ambiente em todo o território brasileiro, serão adotados os limites recomendados pela Organização Mundial de Saúde - OMS para a exposição ocupacional e da população em geral a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos gerados por estações transmissoras de radiocomunicação, por terminais de usuário e por sistemas de energia elétrica que operam na faixa até 300 GHz.”
Parágrafo único. Enquanto não forem estabelecidas novas recomendações pela Organização Mundial de Saúde, serão adotados os limites da Comissão Internacional de Proteção Contra Radiação Não Ionizante - ICNIRP, recomendados pela Organização Mundial de Saúde.
...
Art. 11. A fiscalização do atendimento aos limites estabelecidos por esta Lei para exposição humana aos campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos gerados por estações transmissoras de radiocomunicação, terminais de usuário e sistemas de energia elétrica será efetuada pelo respectivo órgão regulador federal.
...
Desta forma em 23 de março de 2010 a ANEEL publicou a resolução 398 que
regulamenta os limites de exposição humana a campos elétricos e magnéticos
originários de instalação de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica,
na frequência de 60 Hz.
A Error: Reference source not foundTabela 1 foi retirada da Resolução 398 da
ANEEL e demonstra os níveis de referência para exposição humana a campos
elétricos e magnéticos de 60 Hz.
Tabela 1- Níveis de Referência para campos elétricos e magnéticos variantes no tempo
na frequência de 60 Hz.
Campo Elétrico (kV/m) Campo Magnético (µT)Público em Geral 4,17 83,33
Público Ocupacional 8,33 416,67
No ano de 2010, posteriormente à publicação da Resolução Normativa da
ANEEL, o ICNIRP publicou a revisão do “Guidelines for limiting exposure for time-
13
varying eletric and magnetic fields (1 Hz to 100 kHz)”. Os valores máximos
estabelecidos pela ANEEL estão abaixo dos novos valores colocados pela revisão
da ICNIRP e, desta forma, os valores permitidos pela ANEEL são mais
conservadores.
Em 3 de novembro do mesmo ano, a ANEEL publicou a resolução nº 413 que
altera os seguintes pontos da resolução n° 398:
Na resolução n° 398 os equipamentos utilizados na medição de campos
deveriam ser certificados pelo Inmetro, na resolução n° 413 esta
certificação pode ser feita por qualquer entidade competente nacional
ou internacional, aferidos em laboratório especializado ou centro de
pesquisa;
Altera os prazos para regulamentação das concessionárias;
E altera a relação dos dados a serem encaminhados à ANEEL referentes
às medições e cálculos dos campos elétricos e magnéticos.
A resolução n° 398 da ANEEL determina que os campos elétrico e magnético
produzidos pelas instalações de geração, de transmissão, de distribuição e de
interesse restrito, em qualquer nível de tensão, devem atender às Restrições
Básicas. E atendendo aos níveis de referência descritos acima, estas restrições
básicas já estarão atendidas.
O memorial descritivo ou relatório de medição de campos elétricos e
magnéticos dos agentes de transmissão de energia deve ser entregue à ANEEL
dentro de prazos estipulados pela resolução.
Caso, a medição ou cálculos dos campos elétricos e magnéticos apontem
valores superiores aos níveis de referência, o agente deve apresentar à ANEEL o
14
Relatório de Conformidade ou o Plano de Adequações. Caso o Plano de
Adequações indique a necessidade de investimento, a ANEEL pode exigir a
apresentação do Relatório de Conformidade.
É obrigatório calcular ou medir os campos elétricos e magnéticos de
instalações com tensão igual ou superior a 138 kV. As instalações com tensão
menor que 138 kV não precisam enviar à ANEEL tais cálculos ou medições, mas
devem enviar à ANEEL um Relatório de Conformidade em que conste que a
instalação atende aos níveis de referência recomendados. Se alguma instalação de
tensão inferior a 138 kV estiver com os valores de campos elétricos e magnéticos
superiores aos Níveis de Referência recomendados, a ANEEL poderá punir esta
instalação de acordo com a legislação vigente.
É determinado pela Resolução os locais e formas que se devem efetuar as
medições.
4. CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS E A SAÚDE PÚBLICA (OMS)
O consumo de eletricidade tornou-se parte integrante do cotidiano do ser
humano. Sempre que há um fluxo de eletricidade, criam-se campos elétricos e
magnéticos ao longo das linhas de transmissão.
Desde os finais dos anos setenta, têm-se levantado dúvidas sobre as
possíveis consequências causadas pela exposição de pessoas a estes campos
eletromagnéticos (CEM) de frequências extremamente baixas. Desde então, tem
ocorrido numerosos estudos, que têm contribuído para a resolução de importantes
questões e estreitando o foco de pesquisas futuras.
As aplicações de tecnologias que utilizam campos estáticos são cada vez
mais comum em certas atividades, tais como o uso da ressonância magnética em
15
sistemas de medicina, sistemas de transporte usando corrente continua ou campos
magnéticos estáticos, e em pesquisas de altas energias.
4.1EXPOSIÇÃO HUMANA A CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS
A Exposição a campos eletromagnéticos não é um fenômeno novo. No
entanto, no século XX, a exposição ambiental aumentou progressivamente com o
aumento da demanda por eletricidade, o avanço constante da tecnologia e as
mudanças de hábitos sociais que têm demandado cada vez mais fontes artificiais de
campos eletromagnéticos.
No organismo, as pequenas correntes elétricas ocorrem devido a reações
químicas de funções normais do corpo, mesmo na ausência de campos elétricos
externo, como por exemplo, os sinais nervosos emitidos pela transmissão dos
impulsos elétricos.
Os campos elétricos de baixa frequência influenciam o corpo humano, da
mesma forma que influenciam qualquer outro material feito de partículas carregadas.
Quando estes campos atuam sobre materiais condutores, é afetada a distribuição de
cargas elétricas na superfície, provocando uma corrente que flui através do corpo
humano para o solo.
Os campos magnéticos de baixa frequência induzem correntes circulantes no
corpo. As intensidades destas correntes dependem da intensidade do campo
magnético externo. Se suficientemente intenso, as correntes podem estimular os
nervos e músculos ou até mesmo afetar outros processos biológicos.
16
Se ultrapassarem determinados limiares os campos eletromagnéticos, podem
provocar efeitos biológicos. As exposições a níveis mais elevados são limitadas
pelas diretrizes nacionais e internacionais.
Um olhar sobre as manchetes dos últimos anos dá uma ideia das várias
questões de interesse para a sociedade. Durante a última década têm-se levantado
questões relativas aos efeitos sobre a saúde de muitas fontes de campos
eletromagnéticos, tais como linhas elétricas, fornos de micro-ondas, monitores de
computador e televisão, dispositivos de segurança, radares, e mais recentemente,
telefones celulares e suas estações bases.
O principal efeito biológico de campos eletromagnéticos de radiofrequência
(RF) é o aquecimento, fenômeno que é utilizado em fornos de micro-ondas para
aquecer o alimento. Os níveis de campos de RF aos quais as pessoas estão
normalmente expostas são muito inferiores aos necessários para produzir
aquecimento significativo.
A exposição a campos elétricos externos e magnéticos de baixa
frequências induz tensões e correntes no interior do corpo. A dosimetria descreve a
relação entre os campos externos, o campo elétrico induzido e a densidade de
corrente no corpo, ou de outros parâmetros associados com a exposição a estes
campos. O campo elétrico induzido localmente e a densidade de corrente são de
particular interesse, pois se referem à estimulação de tecidos excitáveis, tais como
nervos e músculos.
Os corpos de humanos e dos animais perturbam significativamente a
distribuição espacial de um campo elétrico de ELF (frequência extremamente baixa).
Em baixas frequências, o corpo humano é um bom condutor e as linhas do campo
17
perturbador externamente ao corpo são quase perpendiculares à superfície do
corpo. Cargas oscilantes são induzidas na superfície do corpo exposto e estas
correntes induzem no interior do corpo. As principais características de dosimetria
para a exposição de pessoas a campos elétricos ELF são as seguintes:
O campo elétrico no interior do corpo é normalmente de cinco a seis
ordens de grandeza menor do que o campo elétrico externo.
Quando a exposição ocorre a campos verticais, a direção predominante
dos campos induzidos também é vertical.
Para um dado campo elétrico externo, os campos induzidos são mais
fortes caso o corpo humano estiver em perfeito contato dos pés com a
terra (aterrados) e mais fracos caso o corpo estiver isolado do solo
(em "espaço livre").
A corrente total que flui em um corpo em contato perfeito com o solo é
determinada pelo tamanho e forma corporal (incluindo postura), ao
invés de condutividade do tecido.
A distribuição de correntes induzidas através dos vários órgãos e tecidos é
determinada pela condutividade desses tecidos.
A distribuição de um campo elétrico induzido também é afetada pelas
condutividades que , entretanto, pesa menos que a corrente induzida.
Existe também um fenômeno independente, no qual a corrente no
corpo é produzida através de contato com um objeto condutor
localizado em um campo elétrico.
Para os campos magnéticos, a permeabilidade do tecido é a mesma que a do
ar, de modo que o campo no tecido tem a mesma intensidade do campo externo. Os
18
corpos humanos e de animais não perturbam significativamente o campo. A principal
interação dos campos magnéticos se dá pelos campos elétricos e densidades de
corrente nos tecidos condutores induzidos pela Lei de Faraday As principais
características de dosimetria para a exposição de pessoas a campos magnéticos em
ELF são as seguintes:
O campo elétrico induzido e a corrente dependem da orientação do campo
externo. Campos induzidos no corpo como um todo são maiores
quando o fluxo é alinhado no sentido da frente para trás do corpo, mas
para alguns órgãos individuais, os valores mais elevados se
desenvolvem para o campos alinhados de lado a lado.
Campos elétricos mais fracos são induzidos por um campo magnético
orientado ao longo do eixo vertical do corpo.
Para certa uma intensidade e direção de campo magnético, campos
elétricos mais elevados são induzidos em corpos maiores.
A distribuição do campo elétrico induzido é afetada pela condutividade dos
vários órgãos e tecidos. Estes têm um efeito limitado sobre a
distribuição da densidade de corrente induzida.
4.2DANOS À SAÚDE PÚBLICA
Nos últimos 30 anos, aproximadamente 25.000 artigos foram publicados
sobre efeitos biológicos e aplicações médicas de radiações não ionizantes. Embora
alguns profissionais dizem da necessidade de mais pesquisas, o conhecimento
científico acumulado neste campo é mais extenso que os adquiridos para os efeitos
da maioria dos produtos químicos, por exemplo. Baseado em uma revisão exaustiva
19
da literatura cientifica, a organização mundial da saúde (OMS) concluiu que os
resultados existentes não confirmam que a exposição a campos eletromagnéticos de
baixo nível causem quaisquer consequências para a saúde. De acordo com
experimentos com voluntários saudáveis, em curto período de exposição a níveis
presentes no ambiente ou em casa não produzem qualquer efeito manifestado
prejudicial. A exposição a níveis mais elevados, que poderiam ser prejudiciais, é
limitada pelas diretrizes nacionais e internacionais. Contudo, no conhecimento
sobre os efeitos biológicos existem algumas lacunas que precisam ser preenchidas.
Está sendo atribuído uma vasta quantidade de sintomas, devido à exposição
humana a campos eletromagnéticos de baixo nível em residências.
Entre os sintomas estão dores de cabeça, ansiedade, suicídio, depressão,
náuseas, fadiga e perda de libido. Até o momento, nenhuma evidencia cientifica
confirma a existência de uma relação entre esses sintomas com a exposição a
campos eletromagnéticos.
4.3OS ESTUDOS
Para se avaliar possíveis efeitos adversos à saúde devido aos campos
eletromagnéticos, é necessária a realização muitos estudos, em diferentes campos
de pesquisa. Estes estudos procuram identificar alterações moleculares ou
celulares produzidas pelo campo eletromagnético o que proporcionaria pistas sobre
como a energia do campo se transformaria em ação biológica no corpo, entretanto,
nestes experimentos, as células individuais ou tecidos estudados são removidas do
seu ambiente natural, o que poderia neutralizar os mecanismos potenciais de
compensação. Outros estudos utilizando animais estão mais intimamente
relacionados com as condições reais, fornecendo resultados mais relevantes para 20
se determinar os níveis seguros de exposição para as pessoas e, também,
investigar para diferentes intensidades de campos eletromagnéticos a relação entre
dose e resposta.
Os estudos epidemiológicos e médicos com pessoas é outra fonte direta de
informações sobre os efeitos de longo prazo da exposição a campos. Estes estudos
investigam a causa e a distribuição da doença em condições reais, para
comunidades e grupos profissionais. Os investigadores tentam determinar se
haveria uma associação estatística entre o tipo de exposição aos campos
eletromagnéticos e a incidência de uma determinada doença ou efeito adverso à
saúde. Por estas razões, antes de se chegar às conclusões sobre possíveis riscos à
saúde, os cientistas avaliaram todos os cenários de interesse, incluindo
epidemiologia, animais e estudos celulares.
5. GUIA DA ICNIRP SOBRE LIMITES DE EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELÉTRICOS E
MAGNÉTICOS EM FREQUÊNCIAS ENTRE 1 Hz E 100 kHz
O guia da ICNIRP sobre limites de exposição a campos elétricos e
magnéticos em frequências entre 1 Hz e 100 kHz teve sua última revisão publicada
em 2010. Este capítulo se refere à este Guia.
5.1 ESCOPO E PROPÓSITO
O objetivo principal desta publicação é estabelecer diretrizes para os limites
de exposição a campos elétricos e magnéticos que irão prover proteção contra todos
os efeitos de saúde adversos estabelecidos.
Estudos sobre efeitos diretos e indiretos de campos elétricos e magnéticos
foram avaliados: resultados de efeitos diretos de interações diretas de campos com
21
o corpo e efeitos indiretos envolvendo interações com um objeto condutor onde o
seu potencial elétrico é diferente do potencial do corpo. Os resultados de laboratório
os estudos epidemiológicos, os critérios básicos de avaliação, e os níveis de
referência para avaliação de perigos práticos são discutidos, e as diretrizes
apresentadas aqui são aplicáveis para exposição ocupacional e pública.
As restrições destas diretrizes foram baseadas em evidências estabelecidas
em relação a efeitos agudos. Atualmente o conhecimento disponível indica que a
adoção destas restrições protege trabalhadores e público em geral, dos efeitos
adversos de saúde decorrentes da exposição, a campos elétricos e magnéticos de
baixa frequência. Os dados epidemiológicos e biológicos relativos às condições
crônicas foram cuidadosamente revisados e foi concluído que não há provas
evidentes que eles estão causalmente relacionados à exposição a campos elétricos
e magnéticos de baixa frequência.
Estas diretrizes não apontam padrões de desempenho de produtos no quesito
de limites de emissão de campos elétricos e magnéticos de dispositivos sob
condições específicas de teste, e nem lidam com as técnicas utilizadas para
mensurar alguma quantidade física que caracteriza um campo elétrico, magnético ou
eletromagnético.
O atendimento das diretrizes apresentadas não garante necessariamente a
mitigação de interferência com equipamentos médicos tais como próteses metálicas,
marca-passos cardíacos, desfibriladores implantados e implantes cocleares.
Interferências com marca-passos cardíacos devem ocorrer em níveis abaixo dos
níveis de referência recomendados. As advertências para se evitar estes problemas
escapam do escopo do Guia da ICNIRP.
22
Estas diretrizes são revisadas e atualizadas periodicamente conforme os
avanços no conhecimento científico em observância a qualquer aspecto relevante
para os limites de exposição a campos elétricos e magnéticos de baixa frequência.
5.2 BASES CIENTÍFICAS PARA LIMITES DE EXPOSIÇÃO
Estas diretrizes para limite de exposição foram desenvolvidas seguindo uma
revisão completa da literatura científica publicada. Critérios bem estabelecidos foram
usados para avaliar a validade científica da metodologia, resultados e conclusões de
descobertas. Apenas efeitos para os quais haviam evidências científicas confiáveis
foram usadas como base para restrições de exposição.
Os efeitos biológicos da exposição a campos eletromagnéticos de baixa
frequência estão sendo revisados pela Agência Nacional de Pesquisa sobre o
Câncer (em inglês “International Agency for Research on Cancer - IARC”), ICNIRP, a
Organização Mundial de Saúde e grupos de especialistas internacionais. Estas
publicações proveram as bases científicas para estas diretrizes.
Tabela 2 - Grandeza e unidade correspondente de acordo com o SI.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz TO 100 kHz) - 2010
23
Como detalhado a seguir, são duas as bases para as diretrizes. A exposição
a campos elétricos de baixa frequência podem causar respostas biológicas bem
definidas, que vão desde a percepção de um incômodo, até efeitos de cargas
elétricas de superfície. Além disso, o único efeito bem definido em voluntários
expostos a campos magnéticos de baixa frequência são a estimulação do tecido
nervoso central e periférico e a indução de fosfenos na retina, que é uma fraca
cintilação de luz na periferia do campo visual. A retina faz parte do sistema nervoso
central e é considerado como um modelo apropriado, embora conservador, para
efeitos de campos elétricos induzidos sobre o circuito neural do sistema nervoso
central em geral.
Tendo em vista as incertezas inerentes dos dados científicos, fatores de
redução foram aplicados no estabelecimento de diretrizes de exposição.
5.3 CONCLUSÕES DA LITERATURA CIENTÍFICA ATUAL
Neurocomportamental. A exposição a campos elétricos de baixa frequência
causa respostas biológicas bem definidas, variando de percepção a incômodo,
através dos efeitos de cargas elétricas de superfície (Reilly 1998, 1999). Os limiares
para a percepção direta em 50-60 Hz pelos 10% mais sensíveis dos voluntários
variaram entre 2 e 5kVm
e 5% acharam incômodo em 15−20kVm
. A descarga de uma
centelha de uma pessoa para o solo é considerado doloroso para 7% dos
voluntários em um campo de 5kVm
, ao passo que seria doloroso para 50% em um
campo de 10kVm
. Limiares para a descarga de centelha de um objeto carregado
24
através de uma pessoa aterrada depende do tamanho do objeto e, portanto, requer
uma ponderação individual.
A capacidade de resposta de um nervo e um tecido muscular eletricamente
excitáveis a um estímulo elétrico (incluindo aqueles induzidos pela exposição a
campos eletromagnéticos de baixa frequência) foram bem estabelecidos por muitos
anos (por exemplo, Reilly 2002; Saunders e Jefferys 2007). Foi estimado que fibras
nervosas mielinizadas do sistema nervoso periférico humano têm um valor limiar
mínimo em torno de 6V peak
m (Reilly 1998, 2002), baseado em cálculos teóricos
usando um modelo de nervo. Entretanto, estímulos induzidos em nervos periféricos
durante a exposição voluntária aos campos magnéticos de gradiente comutado de
sistemas de ressonância magnética sugeriram que o limiar para percepção deve ser
tão baixo quanto cerca de 2Vm
(Nyenhuis et al. 2001), baseado em cálculos usando
um modelo de espectro humano homogêneo. Um cálculo mais apurado de campos
elétricos induzidos em tecidos de um modelo humano heterogêneo, baseado em
dados do estudo de ressonância magnética citado, foi realizado pela SO et al.
(2004). Estes autores estimaram que o limiar mínimo para estimulação de nervos
periféricos está entre aproximadamente 4−6Vm
, assumindo-se que a estimulação
ocorreu na pele ou na gordura subcutânea. Com um estímulo mais forte, desconforto
e então a dor são percebidos; a porcentagem mais baixa para estimulação
intolerável é aproximadamente 20% acima do limiar médio para percepção (ICNIRP
2004). As fibras de nervos mielinizados do sistema nervoso central podem ser
estimulados por campos elétricos induzidos durante uma estimulação magnética
transcranial; os campos pulsantes induzidos no tecido cortical durante a estimulação
25
magnética transcranial são um pouco mais altos (¿100Vm
), embora cálculos teóricos
sugiram que o limiar mínimo de estimulação deva ser baixo, como 10Vm
(Reilly 1998,
2002). Para ambos conjuntos de nervos, os limiares crescem acima de
aproximadamente 1-3 kHz devido ao tempo progressivamente mais curto disponível
para a acumulação de carga elétrica na membrana de nervos e abaixo de
aproximadamente 10 Hz devido à acomodação de um nervo a um estímulo de
despolarização lenta.
Células musculares são geralmente menos sensíveis à estimulação direta do
que o tecido nervoso (Reilly 1998). O tecido muscular cardíaco merece atenção
particular porque disfunção pode ser fatal. Entretanto, o limiar de fibrilação
ventricular excede aqueles para estimulação do músculo cardíaco por um fator de 50
ou mais (Reilly 2002), embora este fator caia consideravelmente se o coração é
repetidamente excitado durante o período vulnerável do ciclo cardíaco. Os limiares
crescem para de 120 Hz devido à constante de tempo mais longa das fibras
musculares comparada com os nervos mielinizados.
O efeito de campo elétrico estabelecido de forma mais robusta abaixo dos
limiares para excitação de nervo ou músculo é a indução de fosfenos magnéticos, a
percepção de uma fraca cintilação de luz na periferia do campo visual, na retina de
voluntários expostos a campos magnéticos de baixa frequência. O limiar mínimo de
densidade de fluxo é em torno de 5 mT em 20 Hz, aumentando em mais altas e mais
baixas frequências. Nestes estudos, os fosfenos são pensados como resultado da
interação do campo elétrico induzido com as células eletricamente excitáveis na
retina. Isto é formado como um subproduto do prosencéfalo e pode ser considerado
um bom, mas conservativo, modelo de processo que ocorre no tecido em geral do
26
sistema nervoso central (Attwell 2003). Estima-se que o limiar para a intensidade de
campo elétrico induzido na retina está situado entre aproximadamente 50 e 100mVm
em 20 Hz, aumentando em frequências mais altas e mais baixas (Saunders e
Jefferys 2007) embora haja uma considerável incerteza associada a estes valores.
As propriedades de integração do tecido nervoso do sistema nervoso central,
e portanto funções como os processos cognitivos e a memória, podem torná-lo
sensível aos efeitos desses campos elétricos psicologicamente fracos. Saunders e
Jefferys (2002) sugeriram que a polarização de neurônios no sistema nervoso
central por tais campos elétricos fracos podem melhorar a sincronização de grupos
ativos de neurônios e afetar o recrutamento de neurônios não ativos, de forma a
influenciar na excitabilidade e na atividade global das células nervosas. Evidências
In vitro de estudos usando pedaços do cérebro sugerem que os limiares mínimos
para estes efeitos fiquem em frequências abaixo de 100 Hz e podem ser tão baixas
quanto 100mVm
(Saunders e Jefferys 2007).
Dois grupos de pesquisa investigaram os efeitos de campos elétricos de baixa
frequência, aplicados diretamente na cabeça através de eletrodos, na atividade
elétrica e função cerebral em humanos. Um grupo (Kanai et al. 2008) relatou que a
estimulação do córtex visual induziu a percepção de fosfenos corticais (similar em
aparência aos fosfenos induzidos na retina) quando a frequência do estímulo era
característica para a atividade visual do córtex mesmo em condições de escuridão
(por volta de 10 Hz) ou em condições de claridade (por volta de 20 Hz), mas não em
mais altas e mais baixas frequências. O outro grupo (Poogosyan et al. 2009) aplicou
um sinal de 20 Hz ao córtex motor de voluntários durante a execução de uma tarefa
visuo-motora e encontrou uma pequena, mas estatisticamente significante,
27
diminuição da velocidade de movimento da mão durante a execução da tarefa, a
qual foi consistente com um aumento da sincronização de 20 Hz da atividade do
córtex motor. Nenhum efeito foi notado em estímulos de frequência mais baixa. Em
resumo, ambos os grupos de autores encontraram que campos elétricos de 10-20
Hz, acima do limiar para fosfenos da retina, podem interagir com atividade elétrica
rítmica em curso no córtex visual e motor e afetar levemente o processamento visual
e a coordenação motora, levando à implicação de que campos elétricos induzidos a
partir de campos eletromagnéticos de 10-20 Hz de magnitude suficiente podem ter
efeitos similares.
Entretanto, a evidência de outros efeitos neurocomportamentais na atividade
elétrica cerebral, capacidade cognitiva, sono, e humor em voluntários expostos a
campos eletromagnéticos de baixa frequência é muito menos clara. (Cook ET AL.
2002, 2006; Crasson 2003; ICNIRP 2003ª; Barth ET AL. 2010). Geralmente, tais
estudos têm sido feitos em níveis de exposição em torno de 1-2 mT ou abaixo disto
(por exemplo, abaixo dos níveis necessários para induzir os efeitos descritos
anteriormente) e produziu evidências de efeitos súbitos e transitórios em sua
maioria. As condições necessárias para provocar tais respostas não estão bem
definidas ainda.
Algumas pessoas afirmam ser hipersensíveis a campos eletromagnéticos em
geral. Entretanto, a evidência de estudos através de provocação cega de
duplamente cega sugere que os sintomas relatados não estão relacionados com a
exposição a campos eletromagnéticos (Rubin ET AL. 2005; WHO 2007a).
Há apenas evidências inconclusivas e inconsistentes de que a exposição a
campos elétricos e magnéticos de baixa frequência cause sintomas depressivos ou
suicídio (WHO 2007a).28
Em animais, a possibilidade da exposição a campos de baixa frequência
poder afetar funções neurocomportamentais tem sido explorada por um número de
perspectivas usando uma gama de condições de exposição. Poucos efeitos têm sido
estabelecidos. Há evidências convincentes de que campos elétricos de baixa
frequência podem ser detectados por animais, a maioria como resultado de efeitos
de carga de superfície, e podem provocar excitação passageira ou leve estresse.
Outras possíveis mudanças dependentes de campo não são bem definidas (WHO
2007a).
Assim, a percepção de carga elétrica de superfície, a estimulação direta de
tecidos nervosos e musculares e a indução de fosfenos na retina são bem
estabelecidas e podem servir como base para orientação. Além disso, há também
evidências científicas indiretas que funções cerebrais como processamento visual e
coordenação motora podem ser transitoriamente afetadas por campos elétricos
induzidos. Entretanto, a evidência de outra pesquisa neurocomportamental em
voluntários expostos a campos elétricos e magnéticos de baixa frequência não é
suficientemente confiável para prover uma base para limites de exposição humana.
Sistema neuroendócrino. Os resultados de estudos voluntários assim como
estudos epidemiológicos residenciais e ocupacionais sugerem que o sistema
neuroendócrino não é afetado adversamente pela exposição a campos elétricos e
magnéticos de 50-60 Hz. Isto se aplica particularmente aos níveis de circulação de
hormônios específicos, incluindo melatonina liberada pela glândula pineal, e a um
número de hormônios envolvidos no controle psicológico e do metabolismo do
corpo, liberados pela glândula pituitária. A maioria dos estudos laboratoriais de
efeitos de exposição em 50-60 Hz nos níveis noturnos de melatonina em voluntários
29
não encontrou nenhum efeito quando cuidados foram tomados para controlar
possível confusão (OMS 2007a).
Do grande número de estudos em animais investigando os efeitos de campos
elétricos e magnéticos de 50-60 Hz nos níveis de soro pineal de melatonina em
ratos, alguns relataram que a exposição resultou em supressão noturna de
melatonina, enquanto outros estudos não. Em animais de reprodução sazonal, a
evidência de um efeito de exposição a campos de 50-60 Hz nos níveis de
melatonina e no estado de reprodução dependente da melatonina é
predominantemente negativo (ICNIRP 2003a; OMS 2007a). Nenhum efeito
convincente em níveis de melatonina tem sido visto em um estudo de primatas não
humanos expostos cronologicamente a campos de 50-60 Hz.
Nenhum efeito consistente tem sido visto em hormônios relacionados ao
estresse no eixo pituitário-adrenal em uma variedade de espécies mamíferas, com a
possível exceção de estresse de curto tempo de duração após o início da exposição
a campos elétricos de baixa frequência até níveis altos o suficiente para serem
percebidos (ICNIRP 2003a; OMS 2007a). Similarmente, enquanto poucos estudos
foram realizados, a maior parte dos efeitos foram negativos ou inconsistentes nos
níveis do hormônio de crescimento e dos hormônios envolvidos no controle da
atividade metabólica ou associados com o controle do desenvolvimento sexual e da
reprodução.
No geral, estes dados não indicam que os campos elétricos ou magnéticos
afetam o sistema neuroendócrino de uma forma que provocaria um impacto adverso
na saúde humana.
30
Doenças neurodegenerativas. Existe a hipótese de que a exposição a
campos de baixa frequência está associada com várias doenças
neurodegenerativas. Para a doença de Parkinson e esclerose múltipla, o número de
estudos tem sido pequeno e não há evidência para uma associação entre exposição
a campos de baixa frequência e estas doenças. Para a doença de Alzheimer e
esclerose lateral amiotrófica, mais estudos têm sido publicados. Alguns destes
relatos sugerem que pessoas empregadas em ocupações elétricas podem ter um
aumento dos riscos de desenvolver a esclerose lateral amiotrófica. Até o momento,
nenhum mecanismo biológico tem sido estabelecido, o que pode explicar esta
associação, embora isto possa ter surgido devido a fatores confusos relacionados a
cargas elétricos, como o choque elétrico. Além disso, estudos usando métodos mais
sofisticados de avaliação de exposição, tais como, matrizes de exposição por
emprego, não têm observado um aumento dos riscos (Kheifets et al. 2009). Para a
doença de Alzheimer, resultados são inconsistentes. Associações mais fortes têm
sido encontradas em estudos clínicos com um grande potencial de viés de seleção,
mas um aumento nos riscos também tem sido observado em alguns, mas não todos,
estudos baseados em populações. Análises de subgrupos dentro destes estudos
fortalecem a impressão de dados inconsistentes. (Kheifets et al. 2009). A
heterogeneidade estatística entre resultados de estudo fala contra o agrupamento
dos resultados disponíveis, embora estas tentativas tenham sido feitas (Garcia et al.
2008). Além disso, há algumas evidências de viés de publicação. O controle de
potenciais confusões de outras exposições ocupacionais geralmente não tem sido
feitas. Até agora apenas um estudo residencial está disponível, indicando um risco
maior de ocorrência da doença de Alzheimer após uma exposição a longo prazo,
mas baseado em um número muito pequeno de casos (Huss et al. 2009).
31
Os estudos investigando a associação entre a exposição a campos de baixa
frequência e a doença de Alzheimer são inconsistentes. No geral, a evidência de
associação entre a exposição a campos de baixa frequência e a doença de
Alzheimer e a esclerose lateral amiotrófica é inconclusiva.
Doenças cardiovasculares. Estudos experimentais de exposições a curto e
a longo prazo indicaram que, enquanto o choque elétrico é um perigo óbvio para a
saúde, outros efeitos cardiovasculares perigosos associados com campos de baixa
frequência não são susceptíveis a ocorrer em níveis de exposição comumente
encontrados ambientalmente e ocupacionalmente (OMS 2007a). Embora várias
mudanças cardiovasculares têm sido relatadas na literatura, a maioria dos efeitos
são pequenos, e os resultados não têm sido consistentes dentro ou entre estudos
(McNamee et al. 2009). A maioria dos estudos de morbidade e mortalidade de
doenças cardiovasculares tem mostrado nenhuma associação com a exposição
(Kheifets et al. 2007). Se uma determinada associação existe entre exposição e
alteração autonômica do controle do coração, esta permanece especulativa. Em
geral, as evidências não sugerem uma associação entre exposição a campos de
baixa frequência e doenças cardiovasculares.
Reprodução e desenvolvimento. No geral, estudos epidemiológicos não
mostraram uma associação entre resultados adversos reprodutivos do ser humano e
a exposição maternal ou paternal a campos de baixa frequência. Há algumas
evidências limitadas de aumento do risco de aborto associado à exposição materna
a campo magnético, mas esta associação relatada não foi encontrada em outros
estudos e, em geral, a evidência para tal associação é pobre. Exposições a campos
elétricos de baixa frequência foram avaliadas em várias espécies de mamíferos,
incluindo estudos com grupos de grandes dimensões e exposição ao longo de várias
32
gerações; os resultados mostraram consistentemente nenhum efeito adverso de
desenvolvimento (ICNIRP 2003ª; OMS 2007a).
A exposição de mamíferos a campo magnético de baixa frequência não
resulta em mau formações externas brutas, viscerais ou esqueléticas usando
campos acima de 20 mT (Juutilainen 2003, 2005; OMS 2007a). No geral, a
evidência de uma associação entre baixa frequência e efeitos reprodutivos e no
desenvolvimento é muito fraca.
Câncer. Um número considerável de relatórios epidemiológicos,
desenvolvidos particularmente durante os anos 80 e 90, indicaram que a exposição
a longo prazo a campos magnéticos de 50-60 Hz, de ordem de grandeza abaixo
dos limites das diretrizes de exposição de 1998 do ICNIRP podem estar associados
com câncer. Enquanto os primeiros estudos eram voltados para o câncer infantil em
relação aos campos magnéticos, as pesquisas posteriores investigaram o câncer em
adultos. No geral, as associações observadas inicialmente entre os campos
magnéticos de 50-60 Hz e os vários tipos de câncer não foram confirmadas em
estudos destinados a verificar se as descobertas iniciais poderiam ser replicadas.
Entretanto, para a leucemia infantil a situação é diferente. A pesquisa que seguiu o
primeiro estudo sugeriu que pode haver uma pequena associação entre os níveis
mais altos de exposição a campos magnéticos residenciais de 50-60 Hz e o risco de
leucemia infantil, embora não seja claro, se é, causal: a combinação de viés de
seleção, um certo grau de confusão e o acaso poderiam explicar os resultados
(OMS 2007a). Duas análises agregadas (Ahlbom et al. 2000; Greenland et al. 2000)
indicam que um risco excessivo pode existir para exposições médias excedendo 0.3-
0.4 µT, embora os autores dessas análises alertavam fortemente que seus
33
resultados não poderiam ser interpretados como sendo um relacionamento causal
entre campos magnéticos e leucemia infantil.
Ao mesmo tempo, nenhum mecanismo biofísico tem sido identificado e
resultados experimentais de estudos animal e celular de laboratórios não suportam a
noção de que a exposição a campos magnéticos de 50-60 Hz seja a causa de
leucemia infantil.
Pode ser notado que não há atualmente nenhum modelo animal adequado da
forma mais comum de leucemia infantil, a leucemia linfoblástica aguda. A maioria
dos estudos não relata nenhum efeito de campos magnéticos de 50-60 Hz na
leucemia ou linfoma em modelos de roedores (ICNIRP 2003a; OMS 2007a). Vários
estudos em larga escala e a longos prazos em roedores não mostraram nenhum
aumento consistente em nenhum tipo de câncer, incluindo hematopoiético, de
mamária, cerebral e tumores na pele.
Um número substancial de estudos examinou os efeitos de campos
magnéticos de 50-60 Hz em tumores mamários induzidos quimicamente em ratos
(ICNIRP 2003a; OMS 2007a). Resultados inconsistentes foram obtidos que podem
ser devido, ao todo ou em parte, as diferenças em protocolos experimentais, como o
uso sub-raças específicas. A maioria dos estudos sobre os efeitos da exposição a
campo magnético de 50-60Hz em modelos de leucemia/linfoma induzidos
quimicamente ou por radiação foram negativos. Estudos de lesões pré-neoplásticas
do fígado, tumores na pele quimicamente induzidos e tumores cerebrais relataram
resultados predominantemente negativos.
Geralmente, estudos dos efeitos da exposição a campos de baixa frequência
de células têm mostrado nenhuma indução de genotoxicidade em campos abaixo de
34
50 mT (Crumpton e Collins 2004; OMS 2007a). No geral, em contraste com a
evidência epidemiológica de uma associação entre a leucemia infantil e a exposição
prolongada a campos magnéticos na frequência do sistema elétrico de força, dados
de câncer animal, particularmente aqueles estudos de tempo de vida em larga
escala, são quase universalmente negativos. Os dados de estudos celulares são
baseados geralmente em estudos com animais.
5.4 FUNDAMENTAÇÕES PARA AS DIRETRIZES RECOMENDADAS PARA
BAIXA FREQUÊNCIA
A ICNIRP aborda efeitos agudos e crônicos de saúde e considera recentes
desenvolvimentos dosimétricos nesta orientação.
Efeitos agudos. Há vários efeitos agudos bem estabelecidos de exposição a
campos eletromagnéticos de baixa frequência no sistema nervoso: a estimulação
direta do tecido nervoso e muscular e a indução de fosfenos na retina. Há também
evidências científicas indiretas que funções cerebrais, como o processamento visual
e coordenação motora, pode ser transitoriamente afetado por campos elétricos
induzidos. Todos estes efeitos têm limites abaixo dos quais estes efeitos não
ocorrem e podem ser evitados reunindo-se restrições básicas apropriadas de campo
elétrico induzido no corpo.
Seguindo as recomendações feitas relativas às orientações de limites de
exposição a campos magnéticos estáticos (ICNIRP 2009), a ICNIRP considera que
há circunstâncias ocupacionais onde, com aconselhamento adequado e
treinamento, é razoável que os trabalhadores experimentem voluntariamente e
conscientemente os efeitos transitórios como os fosfenos da retina e, possíveis
pequenas alterações em funções cerebrais desde que não seja claro que eles 35
resultem em efeitos patológicos de saúde em longo prazo. A exposição de todas as
partes do corpo nestas circunstâncias deveria ser limitada a fim de se evitar a
estimulação de nervos mielinizados periférico e central. A ICNIRP observa a
margem relativamente estreita entre a percepção do nervo periférico e o limiar da
dor. Para ambos tipos de nervos, os limites crescem para frequências acima de
aproximadamente de 1-3 kHz devido à curta constante de tempo da membrana
resultando em mielinização, e abaixo de cerca de 10 Hz devido à acomodação a um
estímulo de despolarização lento.
Evitando-se fosfenos da retina deveríamos também estar também protegendo
o indivíduo contra qualquer possível outro efeito em funções cerebrais. Limiares de
fosfenos são mínimos em torno de 20 Hz e aumentam rapidamente em frequências
mais altas e mais baixas, intercedendo com os limites da estimulação de nervos
centrais e periféricos, nos quais uma estimulação de nervos periféricos passa a
ocorrer. Para trabalhadores não treinados e inconscientes de seus estados de
exposição a restrição básica é definida com base no limiar de fosfenos a fim de se
evitar estes efeitos transitórios, mas potencialmente perturbadores, de exposição.
Para membros do público, um fator de redução de 5 é aplicado ao limiar de fosfenos.
A exposição de campos elétricos de baixa frequência causa respostas
biológicas bem definidas através de efeitos de cargas elétricas de superfície. A
prevenção de efeitos dolorosos de cargas elétricas de superfície induzidas no corpo
por tal exposição são abordados pelos níveis de referência.
Efeitos crônicos. A literatura sobre efeitos crônicos de campos de baixa
frequência foi avaliada em detalhe por cientistas e por estudos científicos. O instituto
de pesquisa sobre o câncer da Organização Mundial de Saúde, a Agência
Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC), avaliou os campos magnéticos de 36
baixa frequência em 2002 e classificaram-nos em categoria 2 B, a qual traduz ser
“possivelmente cancerígeno para o ser humano”. A base para a classificação foram
resultados epidemiológicos em leucemia infantil. A visão da ICNIRP é de que as
atuais evidências científicas de que a exposição prolongada a campos magnéticos
de baixa frequência está causalmente relacionada com a leucemia infantil é muito
fraca para formar a base para as diretrizes de exposição. Em particular, se o
relacionamento não é causal, então, nenhum benefício à saúde seria acumulado se
reduzirmos a exposição a tais campos.
Dosimetria. Historicamente, os modelos de campo magnético assumiram que
o corpo tem uma condutividade homogênea e isotrópica e, aplicava simples modelos
condutivos circulares fechados, para estimar as correntes induzidas em diferentes
órgãos e regiões do corpo. Os campos elétricos induzidos por campos elétricos e
magnéticos variantes no tempo foram computados usando simples modelos
elipsoidais homogêneos. Nos últimos anos, cálculos mais realistas baseados em
modelos heterogêneos anatomicamente e eletricamente refinados (Xi e Stuchly
1994; Dimbylow 2005, 2006; Bahr et al. 2007) resultaram em um conhecimento
muito melhor de campos elétricos internos no corpo devido à exposição a campos
elétricos e magnéticos.
Os resultados de dosimetria mais úteis para os propósitos destas orientações
foram obtidas de cálculos de alta resolução de campos elétricos induzidos com
voxels de tamanho inferior a 4 mm (Dimbylow 2005; Bahr et al. 2007; Hirata et al.
2009; Nagaoka et al. 2004). O campo elétrico máximo é induzido no corpo quando
os campos externos são homogêneos e paralelos ao eixo do corpo (campo E) ou
perpendicular (campo H). De acordo com esses cálculos, o pico máximo local do
campo elétrico induzido por um campo magnético de 50 Hz no cérebro é de
37
aproximadamente por mT, dependendo da orientação do campo e do modelo de
corpo adotado. Não há nenhum fator de conversão disponível para o tecido nervoso
perimétrico até o momento. Entretanto, a pele, que contém terminações nervosas
perimetrais, foi escolhida como o pior caso dentre os tecidos. O campo elétrico
induzido na pele por tal campo é de aproximadamente 20−60mVm
por mT. O
máximo campo elétrico induzido por um campo elétrico de 50 Hz no cérebro é de
aproximadamente 1,7−2,6mVm
por kVm
, enquanto na pele é de aproximadamente
12−33mVm
por kVm
.
Tendo em vista as incertezas da dosimetria disponível bem como a influência
dos parâmetros do corpo na derivação dos níveis de referência, a ICNIRP adota
uma abordagem conservadora para os níveis de referência decorrentes das
restrições básicas.
5.5 DIRETRIZES PARA LIMITES DE EXPOSIÇÃO A CAMPOS
ELETROMAGNÉTICOS
Diretrizes separadas são dadas para exposição de público ocupacional e
exposição de público geral. A exposição de público ocupacional refere-se a adultos
expostos a campos elétricos e magnéticos variantes no tempo de 1 Hz a 10 MHz em
seus locais de trabalho, geralmente sob condições conhecidas, e como um resultado
da execução de suas atividades regulares de trabalho ou de atividades de trabalho a
ele atribuídas. Em contraste, o termo população geral refere-se a indivíduos de
todas as idades e de variados estados de saúde o que pode aumentar a
variabilidade de susceptibilidades individuais. Em muitos casos, membros do público
38
não têm conhecimento da sua exposição a campos eletromagnéticos. Estas
considerações subjazem a adoção de restrições de exposição mais rigorosas para o
público geral do que para trabalhadores enquanto eles estiverem expostos.
5.6 OBSERVAÇÕES QUANTO À INCERTEZA CIENTÍFICA
Todos os dados científicos e suas interpretações estão sujeitos a um grau de
incerteza. Os exemplos são variabilidades metodológicas e inter individuais, inter
espécies, e diferenças inter tensão. Tais incertezas no conhecimento são
compensadas por fatores de correção.
Há, entretanto, informação insuficiente em todas as fontes de incerteza para
prover uma base rigorosa que permita estabelecer fatores de redução sobre toda a
faixa de frequências e todos os padrões de modulação. Por isso, o grau em que a
precaução é aplicada na interpretação do banco de dados disponível e na definição
dos fatores de redução é, em grande medida, uma questão de avaliação
especializada.
5.7 RESTRIÇÕES BÁSICAS E NÍVEIS DE REFERÊNCIA
As limitações de exposição que são baseadas na quantidade física ou
quantidades diretamente relacionadas aos estabelecidos efeitos na saúde são
chamadas restrições básicas. Nesta orientação, a quantidade física usada para
especificar as restrições básicas à exposição a campos eletromagnéticos é a
intensidade de campo elétrico interno Ei, que é o campo elétrico que afeta células
nervosas e outras células eletricamente sensíveis. A intensidade do campo elétrico
interno é de difícil avaliação. Portanto, para fins práticos de avaliação de exposição,
níveis de referência de exposição são fornecidos. A maioria dos níveis de referência 39
é derivada de restrições básicas relevantes usando técnicas de medição e/ou
computação, mas algumas se dirigem à percepção (campo elétrico) e efeitos
adversos indiretos de exposição a campos eletromagnéticos. As quantidades
derivadas são intensidade de campo elétrico (E), intensidade de campo magnético
(H), densidade de fluxo magnético (B) e correntes fluindo através dos membros (IL).
A quantidade que se dirige aos efeitos indiretos é a corrente de contato (IC). Em
qualquer situação de exposição particular, valores medidos ou calculados de
qualquer uma destas quantidades podem ser comparados com os níveis de
referência adequados. A conformidade com o nível de referência garantirá a
observância da restrição básica pertinente. Se o valor calculado ou medido exceder
o nível de referência, não implica necessariamente que a restrição básica será
ultrapassada. Entretanto, sempre que um nível de referência for ultrapassado é
necessário testar a conformidade com a restrição básica relevante e determinar se
medidas adicionais de proteção são necessárias.
5.8 RESTRIÇÕES BÁSICAS
O objetivo principal desta publicação é estabelecer diretrizes para limitar a
exposição a campos eletromagnéticos que irão prover proteção contra efeitos
adversos à saúde. Como notado acima, os riscos vêm de respostas transitórias do
sistema nervoso, incluindo o sistema nervoso periférico, e da estimulação do nervo
central, a indução de fosfenos de retina e possíveis efeitos em alguns aspectos da
função cerebral.
Tendo em vista as considerações acima para frequências no intervalo de 10
Hz a 25 Hz, a exposição ocupacional deveria ser limitada a campos que induzem
intensidades de campo elétrico no tecido do sistema nervoso central da cabeça (por
40
exemplo, o cérebro e a retina) menor que a fim de se evitar a indução de fosfenos
na retina. Estas restrições também devem prevenir qualquer possível efeito
transitório na função cerebral. Estes efeitos não são considerados como efeitos
adversos de saúde; entretanto, o ICNIRP, reconhece que eles podem provocar
distúrbios em algumas circunstâncias ocupacionais e devem ser evitadas, mas
nenhum fator de redução adicional é aplicado. Os limiares de fosfenos aumentam
rapidamente em frequências mais altas e mais baixas, coincidindo com os limiares
para estimulação de nervos mielinizados centrais e periféricos em 400 Hz. Em
frequências acima de 400 Hz, os limites de estimulação de nervos periféricos são
aplicados em todas as partes do corpo.
A exposição em ambientes controlados, onde os trabalhadores estão
informados sobre possíveis efeitos transientes de tal exposição, deve ser limitados a
campos, que induzam campos elétricos na cabeça e no corpo, menores que a fim
de se evitar a estimulos aos nervos mielinizados centrais e periféricos. Um fator de
redução de 5 foi aplicado ao limiar de estimulação a fim de explicar as incertezas
acima. Estas restrições aumentam acima de 3 kHz.
Para o público geral, é aplicado um fator de redução de 5 para o tecido do
sistema nervoso central da cabeça, dando uma restrição básica de entre 10 e 25
Hz. Acima e abaixo destes valores, as restrições básicas aumentam. Em 1 Hz, estes
valores interceptam com as restrições básicas que protegem contra a estimulação
do nervo mielinizado central e periférico. Aqui, o fator de redução de 10 resulta em
uma restrição básica, a qual deve ser aplicada aos tecidos de todas as partes do
corpo.
As restrições básicas estão presentes na e na .
41
5.9 TEMPO MÉDIO
A ICNIRP recomenda que as restrições contra campos elétricos induzidos
internamente por campos elétricos e magnéticos, incluindo os transitórios ou de pico
de curta duração, devem ser consideradas como valores instantâneos e não como
valor médio (veja também a seção sobre exposição a campos não senoidais).
5.10 MÉDIA ESPACIAL DO CAMPO ELÉTRICO INDUZIDO
Ao restringir os efeitos adversos de campos elétricos induzidos em células e
redes nervosas, é importante definir a distância ou o volume sobre o local onde o
campo elétrico induzido deve ser médio. Como um compromisso prático que
preencha as condições para uma sólida base biológica e as limitações
computacionais, a ICNIRP recomenda determinar os campos elétricos induzidos
como um vetor que represente a média do campo elétrico em um volume pequeno
de tecido contíguo de 2 x 2 x 2 mm³. Para um tecido específico, 99% do valor de
campo elétrico é o valor relevante para ser comparado com a restrição básica.
Tabela 3 - Restrições básicas para exposição humana a campos elétricos e magnéticos
variantes no tempo
42
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz TO 100 kHz) - 2010
Figura 1 Restrições básicas para exposição de público geral e ocupacional em termos da
intensidade de campo elétrico sobre os efeitos no sistema nervoso central e periférico.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields
(1 Hz TO 100 kHz) - 2010
Basicamente, os efeitos do campo elétrico em neurônios e outras células
eletricamente excitáveis são efeitos locais, mas há fatores eletrofisiológicos e
dosimétricos práticos que condicionam o volume mínimo ou a distância. O principal
fator físico que perturba a função de neurônios e redes neurais é a tensão produzida
pelo campo elétrico induzido sobre a membrana da célula. Para as fibras nervosas
isoladas alinhadas ao longo da direção do campo elétrico (máximo acoplamento)
esta tensão é integrada a partir do campo elétrico ao longo da distância eletrônica
variando de 2 a 7 mm para nervos invertebrados (Reilly 1998; Reilly e Diamant
2003). Para células nervosas mielinizadas uma boa suposição da distância de
integração é aproximadamente 2 mm, a qual é a máxima distância internodal entre
os nós de Ranvier. Estas distâncias são relevantes quando considera-se os limiares
43
de estimulação para células nervosas isoladas. No caso de um sub-limiar de fraco
efeito de campo elétrico, como os fosfenos da retina, o efeito coletivo da rede de
numerosas interações entre células nervosas deve ser levado em consideração. O
limite do efeito é consideravelmente menor do que o limite de estimulação de células
nervosas isoladas, devido à soma e à integração de pequenas tensões induzidas na
sinapse. Isto sugere que o volume médio para o campo elétrico induzido deve se
basear em no mínimo 1000 células interagindo, o que é aproximadamente 1 mm³ na
maioria dos tecidos nervosos (Jefferys 1994). Assim, uma distância média
biologicamente razoável poderia estender de 1 a 7 mm. De um ponto de vista
prático, é difícil alcançar uma precisão satisfatória na resolução milimétrica
computacional de campos elétricos induzidos, e ainda mais difícil seria mensurá-los.
Os valores máximos em um voxel em um tecido específico estão propensos a
grandes degraus de erro associados aos cantos retos do voxel cúbico. Uma solução
para obter aproximações de pico mais estáveis é baseada em escolher para o valor
de pico um valor que represente 99% do campo induzido em um tecido específico.
Do ponto de vista biológico entretanto, esta é uma escolha um tanto arbitrária, pois o
valor de pico depende da resolução. Outra opção para a média espacial é definir o
campo elétrico local como um valor médio e, um pequeno volume ou ao longo de um
segmento de reta (Reilly e Diamand 2003).
Como uma regra geral, o volume médio não deve estender além do tecido,
exceto para tecidos como o da retina e da pele, os quais são muito finos para cobrir
todo o cubo médio. Para a pele, o mesmo volume médio de 2 x 2 x 2 mm³ pode ser
assumido, e pode se estender ao tecido subcutâneo. Para a retina, o volume médio
pode se estender para os tecidos atrás e em frente a ela.
44
5.11 NÍVEIS DE REFERÊNCIA
Os níveis de referência são obtidos através de modelagem matemática
usando dados publicados (Dimbylow 2005, 2006). Eles são calculados para a
condição de máximo acoplamento do campo com o individuo exposto,
proporcionando máxima proteção. A dependência da frequência e incertezas de
dosimetria são levadas em conta. Os níveis de referência apresentados consideram
dois efeitos distintos e aproxima uma combinação dos campos elétricos induzidos no
cérebro relevantes para efeitos no Sistema Nervoso Central (CNS), e os campos
elétricos induzidos nos tecidos não pertencentes ao Sistema Nervoso Central (CNS),
relevantes para efeitos no sistema nervoso periférico (PNS). Por exemplo, em 50Hz,
o fator usado para conversão da restrição básica de efeitos CNS para exposição à
campos magnéticos externos é 33 Vm-1/T , e para efeito PNS é 60 Vm-1/T. Um fator
de redução adicional de 3 foi aplicado para este valores calculados para suprir a
incerteza de dosimetria.
Além disso, o nível de referência para exposição do público ocupacional à
campos elétricos de frequências maiores que 25 Hz inclui uma margem suficiente
para prevenir efeitos de estimulação de correntes de contato sob todas as condições
nesta banda de frequência.
Os níveis de referência para exposição de público geral a campos elétricos de
frequências maiores que 10 Hz previnem efeitos adversos indiretos (como choque
elétrico e queimaduras) para mais de 90% dos indivíduos expostos. Além disso, os
níveis de referência para exposição de público geral a campos elétricos de
frequências maiores que 50 Hz incluem margem suficiente para evitar efeitos das
cargas elétricas superficiais como os percebidos na maioria das pessoas.
45
As Tabela 4 e Tabela 5 sumarizam os níveis de referência para exposição dos
públicos ocupacional e geral, respectivamente, e estes níveis são ilustrados na
Figura 2 e Figura 3. Os níveis de referência assumem uma exposição por um campo
uniforme (homogêneo) respeitando a extensão espacial do corpo humano.
Tabela 4 - Níveis de referência para exposição do publico ocupacional a campos elétricos
e magnéticos variantes no tempo.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz TO 100 kHz) – 2010
46
Tabela 5 - Níveis de referência para exposição do publico geral a campos elétricos e
magnéticos.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz TO 100 kHz) - 2010
Figura 2 - Níveis de referência para exposição a campos variantes no tempo.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields
(1 Hz TO 100 kHz) - 2010
47
Figura 3 - Níveis de referência para exposição a campos elétricos variantes no tempo.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields
(1 Hz TO 100 kHz) - 2010
5.12 MÉDIA ESPACIAL DOS CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS
EXTERNOS
Os níveis de referência foram determinados para as condições de exposição
nas quais a variação dos campos elétricos e magnéticos no espaço é relativamente
pequena. Na maioria dos casos, no entanto, a distância da fonte geradora do campo
é tão pequena que a distribuição do campo não é uniforme ou é localizado em uma
pequena parte do corpo. Nestes casos a medição da máxima intensidade do campo
em um lugar do espaço ocupado pelo corpo sempre resulta em uma avaliação de
exposição segura, embora muito conservadora.
Para uma fonte bem localizada a uma distância de alguns centímetros do
corpo, a única opção realista para a avaliação da exposição é a determinação do
campo elétrico induzido dosimetricamente, caso a caso. Quando a distância excede
20 cm, a distribuição do campo fica menos localizada, mas ainda não uniforme, e
48
assim é possível determinar a média espacial ao longo do corpo ou parte dele
(Stuchly and Dawson 2002; Jokela 2007). A média espacial não deve exceder o
nível de referência. A exposição localizada pode exceder o valor de referência, mas
não deve exceder a restrição básica. É tarefa dos órgãos de normatização
estabelecer outras orientações nos casos específicos de exposição onde a média
espacial pode ser aplicada. Esta orientação deve ser baseada em dosimetria bem
estabelecida. Os órgãos de normatização também devem estabelecer novos níveis
de referência para tipos especiais de exposição não uniforme.
5.13 ADITIVIDADE DE EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS
Cada campo magnético e elétrico externo induz uma componente de campo
elétrico que é adicionada vetorialmente no tecido. No caso de análise baseada nos
campos elétricos e magnéticos externos, uma aproximação conservadora seria
supor que as componentes de ambos os campos induzidos elétrico e magnético
atinjam o valor máximo no mesmo ponto critico e com a mesma fase. Isso implica
que a exposição ao campo elétrico e magnético externos são aditivas (Cech ET AL.
2008). Tal situação, no entanto, é considerada muito infrequente levando em conta a
grande diferença na distribuição dos campos elétricos induzidos magneticamente ou
eletricamente induzidos.
5.14 NÍVEIS DE REFERÊNCIA PARA CORRENTES DE CONTATO
Os níveis de referência para correntes de contato em frequências de até 10
MHz são estabelecidos de forma a se evitar choque e perigo de queimas. Os níveis
de referência de ponto de contato são apresentados na Tabela 6. Já que o limite de
correntes de contato que provoca efeitos biológicos em crianças é aproximadamente
49
metade dos aplicáveis a adultos, os níveis de referências para corrente de contato
para o público geral são definidos abaixo dos valores para exposição ocupacional
por um fator de 2. É importante notar que estes níveis de referência não têm a
intenção de prevenir a percepção, mas sim de evitar choques dolorosos. A
percepção de correntes de contato não é perigosa, mas pode ser considerada
incomoda. A prevenção de corrente de contato alta é possível através de soluções
técnicas.
Tabela 6 - Níveis de referência para correntes de contato variantes no tempo em objetos
condutores.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields
(1 Hz TO 100 kHz) - 2010
5.15 EXPOSIÇÃO SIMULTÂNEA À CAMPOS DE DIFERENTES FREQUÊNCIAS
É importante determinar se as situações de exposição simultânea a campos
de diferentes frequências têm efeitos aditivos. A fórmula a seguir é aplicada às
frequências relevantes em situações práticas de exposição. Para simulações
elétricas, relevantes para frequências de até 10 MHz, os campos elétricos internos
devem ser adicionados de acordo com a fórmula a seguir:
∑j=1 Hz
10Mhz Ei , j
EL , j
≤1 (Eq. 14)
50
Onde Ei , j é a intensidade do campo elétrico interno induzido na frequência j,
e EL, j é a restrição à intensidade do campo elétrico induzido na frequência j como
dado na Tabela 3.
Para aplicações práticas das restrições básicas, os seguintes critérios
relativos aos níveis de referência de intensidade dos campos elétricos devem ser
aplicados:
∑j=1 Hz
10Mhz E j
ER , j
≤1 (Eq. 15)
E
∑j=1 Hz
10Mhz H j
H R, j
≤1(Eq. 16)
Onde
E j=intensidadedecampoel é triconafrequenciaj;ER, j=nivelderefereciadain tensidadedocampoelétriconafrequenciaj
dadonas REFRef 326753970¿REFRef 326753970¿¿Tabela4 e REFRef 326753974¿¿Tabela5H j=intensidadedecampomagnéticonafrequenciaj ;
H R, j=nivelderefereciadaintensidadedocampomagnéticonafrequenciajdadonas REFRef 326753970¿REFRef 326753970¿¿Tabela4 e REFRef 326753974¿¿Tabela5
Para corrente nos membros e corrente de contato, respectivamente, os
requisitos seguintes devem ser aplicados:
∑j=1 Hz
10Mhz I jI R, j
≤1 (Eq. 17)
Onde I j é a componente de corrente de contato na frequência j. e IR, j é o
nível de referência da corrente de contato na frequência j dado na Tabela 6.
5.16 EXPOSIÇÃO A CAMPOS NÃO SENOIDAIS
Em frequências menores que 100 kHz, o campo elétrico e, particularmente, o
campo magnético são na maioria dos casos distorcidos pelas componentes
harmônicas que estão distribuídas por uma larga banda de frequência.
51
Consequentemente, as formas de ondas dos campos apresentam formas
complexas, muitas vezes pulsadas. É sempre possível decompor um campo como
este em um espectro de componentes discretas usando as técnicas da
Transformada de Fourier (FT) e aplicando a regra das frequências múltiplas
apresentada acima. Este procedimento é baseado na suposição que as
componentes do espectro, estejam em fase. Esta é uma suposição realista quando
o número de componentes do espectro é limitado e as suas fases não são
coerentes, ou seja, as fases variam de forma aleatória. Para fases fixas não
aleatórias esta suposição não será necessária e muito conservativa. Uma alternativa
ao método do espectro é de medir os campos elétricos e magnéticos externos, o
campo elétrico induzido e a corrente induzida com filtro, que esta relacionada com a
restrição básica ou com os níveis de referência (ICNIRP 2003b; Jokela 2000). No
caso de um campo de banda larga que consiste em componentes harmônicas a
restrição imposta pela filtragem pode ser representada matematicamente como:
¿(Eq. 18)
Onde t é o tempo e E Li é o limite de exposição na iº frequência harmônica f i,
onde Ai, θi e φi, são, respectivamente, a amplitude do campo, ângulo de fase do
campo e ângulo de fase do filtro nas frequências harmônicas. Mais direções sobre a
implementação prática de determinação de um Pico de Exposição Ponderada é
dado no item 6.20.
52
5.17 MEDIDAS DE PROTEÇÃO
A ICNIRP aponta que a proteção de pessoas contra campos elétricos e
magnéticos pode ser assegurada garantindo o cumprimento de todos os aspectos
deste guia.
As medidas de proteção dos trabalhadores incluem controles administrativos
e de engenharia, e programas individuais de proteção. Medidas de proteção
apropriadas devem ser implementadas quando os resultados das medições de
exposição no local de trabalho exceder aos valores das restrições básicas. Como
um primeiro passo, medidas de engenharia de proteção devem ser tomadas sempre
que possível para se reduzir emissões de campos pelos dispositivos a níveis
aceitáveis.
Estas medidas incluem um projeto enfocando a segurança, e, quando
necessário, o uso de bloqueios ou outras medidas similares visando a proteção da
saúde.
Medidas de proteção administrativas, como a limitação do acesso físico e a
utilização de sinais visíveis e audíveis, devem ser empregados em conjunto com as
soluções de engenharia. Medidas de proteção pessoal, tais como roupas de
proteção, embora útil em certas circunstâncias, devem ser consideradas como um
último recurso para se garantir a segurança do trabalhador. As medidas de proteção
administrativas e de engenharia devem ter prioridade sempre que possível. Além
disso, quando itens, como luvas isolantes, são usadas para proteger os indivíduos
contra choque, é importante que as restrições básicas não sejam excedidas, já que
o isolamento protege os indivíduos apenas contra os efeitos indiretos dos campos.
53
Com exceção do uso de roupas de proteção ou outro tipo de proteção
individual, as mesmas medidas de proteção podem ser tomadas quando a
exposição aos campos ultrapassa as restrições básicas para o público geral.
Também é essencial que algumas regras sejam estabelecidas e implantadas
visando prevenir:
Interferências com equipamentos médicos eletrônicos e dispositivos
(incluindo marca-passo cardíaco);
Detonação de dispositivos detonadores de explosivos;
Incêndios e explosões devido à ignição de materiais inflamáveis causadas
por faíscas elétricas produzidas pelos campos induzidos, por correntes
de contato ou descargas por arcos.
5.18 CONSIDERAÇÕES SOBRE POSSÍVEIS EFEITOS DE LONGO PRAZO
Como se observado, estudos epidemiológicos tem consistentemente
evidenciado que a exposição à campos magnéticos de baixa intensidade (acima de
0,3 – 0,4 μT) é associada com o aumento de risco de leucemia infantil. A IARC
classificou estes campos como possivelmente cancerígenas. Entretanto, uma
relação causal entre campos magnéticos e leucemia infantil não foi estabelecido,
assim como nenhum outro efeito de longo prazo foi. Esta falta de causa
estabelecida significa que não se pode colocar esta relação nas restrições básicas.
Entretanto, orientações no sentido de se realizar análise de risco que inclua estas
considerações sobre medidas de precaução foram explicitadas pela OMS (2007a e
b) e por outras entidades.
54
5.19 DETERMINAÇÃO DO PICO PONDERADO DE EXPOSIÇÃO
A ponderação deve ser feita primeiramente computando-se o seu espectro e
depois aplicando a equação acima. Em muitas aplicações, entretanto, é mais
conveniente filtrar analógica ou digitalmente a forma de onda no domínio do tempo.
O ganho do filtro (razão entre do sinal de saída pelo sinal de entrada) deve variar em
função da frequência em relação direta com o limite de exposição G=EL(f ref )EL(f )
, onde
EL é o limite na frequência f ref e f , é uma referência de frequência arbitraria, de 1 Hz
até 100 kHz. O pico da forma de onda filtrada não pode exceder o valor de
exposição limite (restrição básica ou nível de referência) convertido no valor de pico
(amplitude) na frequência de referência. ATabela 7 - Limites de pico derivado para
campos elétricos e magnéticos não senoidais – A frequência de referência é de 50
Hz. Tabela 7 mostra um exemplo dos limites de pico. Além da amplitude os filtros
sempre interferem na fase do campo, o que muda o valor de pico do campo filtrado.
Como mostrado na Figura 1, Figura 2 e Figura 3 os limites são divididos por
faixas de frequência onde os limites variam diretamente proporcional à 1
f 2,1f,
1
f 0
(constante) e f . Nas faixas de 1
f 2,1f,
1
f 0 e f o ângulo de fase do filtro φ i(ver equação
18) é de 180°, 90°, 0°, e -90°, respectivamente. O filtro ponderado pode ser
aproximado de um filtro eletrônico ou digital, onde a atenuação não deve desviar-se
mais de 3 dB e a fase não deve variar mais que 90° da resposta exata de frequência
linear. Como exemplo, a Figura 4 mostra a atenuação e fase em função da
frequência do filtro usado para a ponderação do campo elétrico induzido. As curvas
aproximadas são baseadas por simples aproximação de uma função do filtro tipo RC
55
(resistor e capacitor). A aproximação do pico ponderado pode ser usado para campo
coerente ou não. No caso de campos coerentes a medida de tempo deve ser longa
o suficiente para detectar o pior valor de pico com uma probabilidade razoável. No
caso dos campos não coerentes, compostos por poucas frequências, a aproximação
do pico ponderado é idêntica a soma de espectros.
Tabela 7 - Limites de pico derivado para campos elétricos e magnéticos não senoidais –
A frequência de referência é de 50 Hz.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz TO 100 kHz) - 2010
Figura 4 - Resposta em fase e amplitude da ponderação do campo elétrico induzido.
Fonte: ICNIRP, Guideline for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields
(1 Hz TO 100 kHz) - 2010
56
57
6. CÁLCULO CAMPO ELÉTRICO E MAGNÉTICO
No Brasil a energia elétrica é gerada em 60 Hz. O comprimento de onda de
um sinal de 60 Hz é muito grande, de tal sorte que qualquer circuito funcionando
nesta frequencia fica curto em relação ao comprimento de onda do sinal. Sendo
assim, toda a análise que fizermos pode ser feita como se o sinal que trafega na
linha fosse em corrente contínua, ou seja, o defasamento do sinal ao longo da linha
pode ser desprezado e podemos portanto utilizar as equações da eletrostática e
magnetostática, que são mais simples, sem cometer erros consideráveis.
6.1 CAMPO ELÉTRICO
A intensidade da força entre dois objetos pequenos, separados pelo espaço
pelo vácuo, considerando a distancia entre eles muito maior que seus raios, terá
uma intensidade diretamente proporcional ao produto entre as cargas, e
inversamente proporcional ao quadrado da distancia entre eles. A força de atração e
repulsão é governada pela lei de Coulomb.
A lei de Coulomb define a força produzida entre duas cargas elétricas como:
F= 14 π ε0
Q1Q2
R2 N (Eq. 19)
Sendo: Q1 e Q2 as cargas elétricas envolvidas;
R a distância entre as cargas;
ε 0 a permeabilidade elétrica do vácuo, onde:
ε 0~¿ 1
36πx10−9 F
m (Eq. 20)
58
Ainda segundo a Lei de Coulomb, uma carga elétrica “Q” produz em sua
vizinhança um campo de força. Ao colocarmos uma carga de prova positiva “q” na
região de influência deste campo ela estará submetida a uma força “F”, fruto do
campo elétrico no local. O vetor intensidade de campo elétrico nos arredores da
carga “Q” é definido como a razão entre a força “F” e a carga “q”, como mostra a
equação .
E=Fq
(Eq. 21)
Substituindo a fórmula, obtemos:
E= 14 π ε0
Q
R2aR (Eq. 22)
Esse vetor intensidade de campo elétrico para uma carga pontual está na
direção da força exercida sobre a carga de teste positiva e está dirigida radialmente
para fora de Q, como simbolizado pelo vetor unitário aR. O vetor intensidade de
campo elétrico para uma carga pontual decai inversamente com o quadrado da
distância.
Sabe-se que o campo elétrico produzido por uma linha de transmissão está
diretamente relacionado com a tensão da linha. A Figura 5 ajuda a ilustrar o conceito
de tensão.
59
Figura 5 – Conceito de tensão
Para deslocar a carga “q”, imersa em um campo elétrico “E”, do ponto “a” ao
ponto “b” deve-se fornecer uma energia a esta carga. Essa energia pode ser
calculada fazendo a integral de linha da força elétrica “F” exercida sobre a carga “q”
pelo campo elétrico “E”:
F=q . E (Eq. 23)
W ba=−∫a
b
F .d l (Eq. 24)
A tensão ou diferença de potencial entre os pontos “a” e “b” é o trabalho (ou
energia) por unidade de carga necessária para deslocar uma carga “q” entre estes
pontos:
V ba=W ba
q=( 1
q ) .(−∫a
b
F .d l)=( 1q ) .(−q .∫
a
b
E .d l)V ba=−∫
a
b
E .d l (Eq. 25)
Substituindo as equações e resolvendo a integral obtemos:
V ba=Q
4 π ε0( 1rb
−1ra ) (Eq. 26)
60
A Lei de Gauss define que a integral de uma superfície fechada da densidade
de fluxo elétrico que atravessa essa superfície é equivalente à carga que produziu
esta densidade de fluxo elétrico, ou seja, a carga envolvida pela superfície
gaussiana, como mostra a equação a seguir.
∮s
D .d s=Qenvolvida(Eq. 27)
Desenvolvendo a equação, obtem-se:
∮s
D .d s=¿D .∮s
ds=D .2 . π . r .l ¿ (Eq. 18)
Para determinarmos a distribuição linear de carga em um condutor cilíndrico
vamos considerar a seguinte superfície gaussiana.
Pela definição de distribuição linear de carga, podemos obter a carga total no
condutor da Figura 5 através do produto da distribuição linear de carga no condutor
pelo seu comprimento.
Qenvolvida=ρl .l (Eq. 29)
Assim, pode-se concluir:
D .2. π .r . l=ρl . l (Eq. 30)
D=ρl
2.π . r. ar (Eq. 31)
Como a densidade de fluxo elétrico é igual ao produto do campo elétrico pela
permissividade elétrica do meio que circunda o condutor:
D=ε .E (Eq. 32)
E=ρl
2. π . ε .r. ar (Eq. 33)
6.1.1 Distribuição Linear de Cargas
61
Gabriela Kascher, 25/11/12,
Fiquei em dúvida se é mesmo essa figura – conferir na leitura final.
A distribuição linear de cargas possui uma densidade linear ρl C/m. Para
analise do comportamento do campo elétrico gerado por uma distribuição linear
infinita de cargas, é necessário tomar duas cargas incrementais (ρl C/m), em uma
distribuição linear de cargas, como mostrado na Figura 6.
Figura 6 - Campo elétrico produzido por uma distribuição linear de carga.
O campo elétrico em um ponto P, situado a uma distância r, perpendicular à
linha infinita de cargas criado por cada carga incremental é dE, orientado na direção
da linha que une o incremento de carga ao ponto P. Cada um desses campos pode
ser decomposto em duas componentes, sendo elas: uma paralela à linha, dEz, e
outra perpendicular a ela, dEr. Como as cargas incrementais são simétricas em
relação à linha, as componentes dEz vão se anular, e o campo elétrico resultante
será a soma das componentes dEr. Como se trata de uma linha infinita de cargas,
para qualquer ponto z (considerando um sistema de coordenadas cilíndricas), será
sempre possível escolher conjuntos de incrementos de cargas simétricos a ele, e o
campo será sempre perpendicular à linha de cargas. Ao mover o ponto P em um
círculo em torno da linha de cargas, o campo elétrico se manterá com intensidade
inalterada, e perpendicular á linha. Movendo-se o ponto P para cima e para baixo,
mantendo-se a distância r inalterada, a intensidade do campo elétrico não
apresentará alterações. Se a distância r variar, o campo elétrico deverá variar
também.
62
Portanto o campo elétrico produzido por uma distribuição linear infinita de
cargas:
Possui simetria cilíndrica, e deve ser equacionado utilizando-se um sistema
de coordenadas cilíndricas.
Só varia com a componente radial.
6.2 CAMPO MAGNÉTICO
Como o presente trabalho estuda os campos em uma linha de transmissão,
pode-se considerar que o sistema é de corrente e tensão contínuas, já que o
comprimento de onda na frequencia de 60 Hz é muito grande (na ordem de 5.000
km).
O campo magnético aparece quando existem cargas em movimento, ou seja,
na presença de corrente elétrica. A corrente se apresenta pelo movimento dos
elétrons livres, ou através da recombinação das cargas elétricas positivas e
negativas de algum material quando submetido a um campo elétrico.
A corrente pode ser representada pelo vetor densidade de corrente J, cuja
unidade é Ampère por metro ao quadrado (A/m²). É definida pela corrente total
fluindo através de uma superfície, s.
I=∫s
J .ds (Eq. 34)
Em muitos materiais condutores, a densidade de corrente é proporcional ao
campo elétrico que está originando a força para mover a carga. Isto é conhecido
como a Lei de Ohm. A grandeza σ é a condutividade do material, cuja unidade é o
siemens por metro (S/m).
63
J=σE (Eq. 35)
Figura 7 - Configuração preliminar de um sistema
As correntes devem necessariamente formar um caminho fechado, mas é
possível examinar as contribuições para o campo magnético devido a comprimentos
diferenciais dessa corrente. A equação a seguir demonstra este calculo,
considerando um só condutor.
B= μ . I2πr
[T ] (Eq. 36)
Para um sistema trifásico com três condutores em um plano horizontal o
cálculo pode ser feito através da equação:
B=√3μ . s . I2 π r2 [T ] (Eq. 37)
Onde:
μ é a permeabilidade magnética do meio em henry por metro (H/m);
B é o módulo de densidade de fluxo magnético a uma distância r em tesla (T);
r é a distância em relação ao centro do sistema, em metros;
I é a corrente de carga em Ampères (A) por fase;
S é a distância entre as fases.
64
É importante ressaltar que a equação para sistema trifásico apresentada
aplica-se quando r>>s, as correntes de fase são simétricas nas três fases e o
espaçamento entre fases é sempre o mesmo. Além disso, os condutores são
considerados com comprimento infinito. Assim, os cálculos feitos no software
desenvolvido para o presente trabalho não foram dessa forma, já que em linhas de
distribuição reais, o espaçamento entre fases não é necessariamente o mesmo, e é
impossível a consideração de um sistema desequilibrado, já que na formulação
apresentada, o valor da corrente admitido é o mesmo para as três fases.
É necessária então a consideração de um sistema de condutores mais
genérico, assim considerou-se a Figura 8 como referência deste sistema.
Para o cálculo da densidade de fluxo magnético de um sistema genérico
assim colocado, optou-se pela dedução de uma formulação a partir da utilização do
potencial vetor, A. Uma vez determinada a densidade de fluxo magnético, B, o
campo magnético, H, pode ser facilmente obtido através da equação:
B=μ . H (Eq. 38)
Figura 8 - Configuração genérica de condutores
65
As coordenadas dos pontos onde se localizam os condutores são (Xa, Ya), (Xb,
Yb) e (Xc, Yc) para os condutores localizados em três pontos distintos A, B e C. Para
calculo do campo magnético será considerado o ponto de prova P, cujas
coordenadas são (Xp, Yp).
Para facilitar a formulação, consideremos o potencial vetor A, que tem mesma
direção e sentido do vetor densidade de corrente, J, que gerou o campo magnético a
ser calculado.
A= μ4 π∫
Ird lL . az (Eq. 39)
Imaginando primeiramente somente um condutor, o cálculo inicia definindo a
distância R.
R=√z2+r A2 (Eq. 40)
Onde:
r A=√(x−x A)2+( y− y A)
2 (Eq. 41)
Assim, considerando a equação formulada anteriormente, as distancias,
pontos de prova e as coordenadas da fase, calcula-se a densidade de fluxo
magnético na direção x e y separadamente.
Bx=μ . I A2π
( y p− yA )[ 1
L+√L2+r A2.
1
√L2+r A2− 1r A
2 ] (Eq. 42)
Onde:
r A2 =( xp−xA )
2+( y p− y A)2(Eq. 43)
B y=μ . I A2π
(x p−x A )[ 1
L+√L2+r A2.
1
√L2+r A2− 1rA
2 ](Eq. 44)
66
Para obtenção da densidade de fluxo magnético total resultante, as parcelas
nas direções x e y devem ser somadas vetorialmente. Como não há parcela de
campo na direção z, o módulo de B será obtido por:
Btotal=√B x2+B y
2(Eq. 45)
Como o presente trabalho tem por objetivo o cálculo de campo magnético em
sistemas trifásicos (linhas de distribuição), o campo resultante será obtido a partir da
soma de cada uma das parcelas das três fases, considerando-se a defasagem entre
as correntes de cada fase.
O cálculo será feito conforme equação:
BxTOTAL=μ . I A2π
( y p− y A )[ 1
L+√L2+r A2.
1
√L2+r A2− 1r A
2 ]+ μ . IB2π( y p− yB )[ 1
L+√L2+rB2.
1
√L2+r B2− 1rB
2 ]+ μ . IC2 π( y p− yC )[ 1
L+√L2+rC2.
1
√L2+rC2− 1rC
2 ] (Eq. 46)
E
B yTOTAL=μ . I A2π
( xp−x A )[ 1
L+√L2+r A2.
1
√L2+r A2− 1r A
2 ]+ μ . IB2 π(xp−xB ) [ 1
L+√L2+rB2.
1
√L2+r B2− 1r B
2 ]+ μ . IC2π(x p−xC )[ 1
L+√L2+rC2.
1
√L2+rC2− 1rC
2 ] (Eq. 47)
6.3 METODO DAS IMAGENS
O método das imagens é um meio de se calcular a influência do solo no
cálculo do campo magnético e no campo elétrico que incidem em um ponto.
Para cálculo do campo magnético de uma linha de transmissão,
considerando-se que o solo seja um condutor perfeito, a aplicação do Método das
Imagens consiste em supor a existência de condutores idênticos, com corrente de
mesmo módulo, porém com a direção contrária, a uma mesma distância do solo que
os condutores reais conforme ilustrado na Figura 9. Assim o campo resultante deste
67
arranjo, seria a soma vetorial das contribuições dos seis condutores (os condutores
reias e suas imagens).
Figura 9 - Ilustração do Método das Imagens para um solo condutor perfeito
Em solos reais, cuja resistividade é maior que zero, é necessário fazer uma
compensação na influência da imagem no campo magnético. Esta compensação é
feita afastando os condutores imagem do solo utilizando o conceito de profundidade
complexa que é dada pela equação:
p=√ ρjω μ0
(Eq. 48)
Onde p é a profundidade complexa, ω é a velocidade angular, μ0 é a
permeabilidade magnética do solo (que é considerada igual ao do vácuo), σ é a
condutividade elétrica do solo e ρ é a resistividade do solo.
Assim é considerado a existência de um plano complexo a partir do qual os
condutores reais e os condutores imagens estão dispostos simetricamente. A ilustra
esta situação.
68
Figura 10 - Ilustração do Método das Imagens para um solo real
O cálculo da densidade de campo magnético, considerando o efeito do solo,
deve ser feito da mesma forma deduzida anteriormente para os condutores reais. Os
efeitos dos condutores reais e imagem devem ser somados para se obter o valor
final.
As equações e representam as contribuições das imagens nos eixos X e Y,
considerando somente um condutor, a fase A.
69
Bx=μ IA2 π
(h p+hA+2 p )[ 1
L+√L2+r Ai2.
1
√L2+r Ai2− 1rAi
2 ] (Eq. 49)
B y=μ I A2π
(x p−x A ) [ 1
L+√L2+r Ai2.
1
√L2+rAi2− 1rAi
2 ] (Eq. 50)
6.4 EXEMPLO DE CALCULO DE CAMPO ELÉTRICO
Cálculo do campo elétrico e do campo magnético oriundos de uma linha de
transmissão com as características descritas a seguir:
V r=765∠0 °kV
V s=765∠120° kV
V t=765∠−120 ° kV
xr=1
yr=12
xs=11
ys=12
x t=21
y t=12
x p=11
y p=2
r=0,15m
ρ=1000Ω.m
70
A tensão em um condutor cilíndrico se relaciona com a distribuição linear de
carga ao longo do condutor através da seguinte fórmula:
V=ρl
2.π . ε 0
. ln( dr )Portanto, a distribuição linear de carga pode ser definida por:
ρl=V .2 . π . ε0
ln( dr )Aproximando a permissividade elétrica do vácuo a:
ε 0=1
36.πx 10−9 F
m
Encontra-se a distribuição linear de carga ao longo do condutor:
ρl=V .2 . π .
136.π
x10−9
ln( dr )
ρl=
765
√3.
118
x10−6
ln( 120,15 )
ρl=5,6μCm
Para calcularmos o campo elétrico produzido por este condutor na ponta de
prova (p), deve-se calcular a distância entre cada condutor e a ponta de prova:
drp=√(xr−x p)2+( yr− y p)
2
drp=√(1−11)2+(12−2)2=√(−10)2+102=14,142 [m ]
d sp=√(xs−x p)2+( ys− y p)
2
d sp=√(11−11)2+(12−2)2=√102=10 [m ]
d tp=√(x t−x p)2+( y t− y p)
2
71
d tp=√(21−11)2+(12−2)2=√102+102=14,142 [m ]
O campo elétrico produzido por um condutor cilíndrico de comprimento
tendendo ao infinito é definido por:
E=ρl
2. π . ε0 .d=
ρl
2.π .1
36. π.10−9 . d
=18. 109 . ρl
d
Pode-se calcular, então, o campo elétrico produzido por cada condutor:
Er=18x 5,6 x103
14,142. [ sen (45 ° ) . ax−cos ( 45° ) . ay ]
Er=5,040.ax−5,040 . ay [ kVm ]E s=
18x 5,6 x103
10. [−ay ]
E s=−10,080.ay [ kVm ]Et=
18x 5,6 x103
14,142. [−sen ( 45° ) . ax−cos ( 45 ° ) . a y ]
Et=−5,040.ax−5,040 . ay [ kVm ]Sabe-se que o efeito imagem influencia no campo elétrico resultante
produzido por uma linha de transmissão. Portanto, o mesmo processo para o cálculo
dos campos produzidos pelos condutores de cada uma das fases da linha deve ser
refeito para suas respectivas imagens:
ρ 'l=ρl=5,6 [ μCm ]d 'rp=√(x ' r−x p)
2+( y 'r− y p)2
d 'rp=√(1−11)2+(−12−2)2=√(−10)2+ (−14 )2=17,205 [m ]
d ' sp=√(x ' s−x p)2+( y ' s− y p)
2
72
d ' sp=√(11−11)2+(−12−2)2=√ (−14 )2=14 [m ]
d 'tp=√( x 't−x p)2+( y 't− y p)
2
d 'tp=√(21−11)2+(−12−2)2=√102+(−14 )2=17,205 [m ]
E 'r=18x 5,6 x103
17,205. [ sen (35,54 ° ) . ax+cos (35,54 ° ) .a y ]
E 'r=3,406.ax+4,767 . ay [ kVm ]E ' s=
18x 5,6 x103
14. [ ay ]
E ' s=7,200.ay [ kVm ]E 't=
18 x5,6 x103
17,205. [−sen (35,54 ° ) . ax+cos (35,54 ° ) . ay ]
E 't=−3,406.ax+4,767 . a y [ kVm ]Como trata-se de um sistema trifásico, as tensões em cada uma das fases
estão defasadas em 120°. Portanto, antes de fazer a composição vetorial para
encontrar o campo resultante na ponta de prova, deve-se decompor cada vetor em
suas componentes real e imaginária:
E xreal=Erx .cos ( 0° )+E sx .cos (120 ° )+Etx .cos (−120 ° )[ kVm ]E xreal=5,040 x1+0 x (−0,5 )+(−5,040 ) x (−0,5 )[ kVm ]
E xreal=5,040+2,520=7,560[ kVm ]
E ximag=Erx . sen (0 ° )+Esx . sen (120° )+E tx . sen (−120 ° )[ kVm ]E ximag=5,040 x0+0x (0,866 )+(−5,040 ) x (−0,866 )[ kVm ]
73
E ximag=0+0+4,365=4,365[ kVm ]
E yreal=E ry .cos (0 ° )+E sy .cos (120 ° )+Ety .cos (−120 ° )[ kVm ]E yreal= (−5,040 ) x 1+(−10,080 ) x (−0,5)+ (−5,040 ) x (−0,5 )[ kVm ]
E yreal=−5,040+5,040+2,520=2,520[ kVm ]
E yimag=E ry . sen (0° )+E sy . sen (120° )+E ty . sen (−120 ° )[ kVm ]E yimag= (−5,040 ) x 0+(−10,080 ) x (0,866)+(−5,040 ) x (−0,866 )[ kVm ]
E yimag=−8,729+4,365=−4,364[ kVm ]
E ' xreal=E 'rx .cos (0° )+E ' sx .cos (120 ° )+E 'tx .cos (−120 ° )[ kVm ]E ' xreal=3,406 x1+0 x (−0,5 )+(−3,406 ) x (−0,5 )[ kVm ]
E ' xreal=3,406+0+1,703=5,109 [ kVm ]
E ' ximag=E 'rx . sen (0 ° )+E 'sx . sen (120 ° )+E' tx . sen (−120 ° )[ kVm ]E ' ximag=3,406 x 0+0 x (0,866 )+(−3,406 ) x (−0,866 )[ kVm ]
E ' ximag=0+0+2,950=2,950 [ kVm ]
74
E ' yreal=E' ry .cos (0 ° )+E ' sy .cos (120 ° )+E 'ty .cos (−120 ° )[ kVm ]E ' yreal=4,767 x1+7,200 x (−0,5)+4,767 x (−0,5 )[ kVm ]
E ' yreal=4,767−3,600−2,384=−1,217 [ kVm ]
75
E ' yimag=E' ry . sen (0 ° )+E ' sy . sen (120° )+E ' ty . sen (−120 ° )[ kVm ]E ' yimag=4,767 x 0+7,200 x(0,866)+4,767 x (−0,866 )[ kVm ]
E ' yimag=6,235−4,128=2,107 [ kVm ]
Ereal=Exreal+Eyreal+E ' xreal+E ' yreal
Ereal=7,560+2,520+5,109−1,217=13,952
Eimag=Eximag+E yimag+E ' ximag+E ' yimag
Eimag=4,365−4,364+2,950+2,107=5,058
Emod=√Ereal2+Eimag
2
Emod=√13,9522+5,0582=14,841[ kVm ]
E fase=tan−1(E imag
E real)
E fase=tan−1( 3,23214,026 )=19,927 °
6.5 EXEMPLO DE CÁLCULO DE CAMPO MAGNÉTICO
Cálculo do campo magnético oriundos de uma linha de transmissão com as
seguintes características:
V r=755∠0 °kV
V s=755∠120° kV
76
Gabriela Kascher, 27/11/12,
Ronaldo, este texto você ainda não conferiu. Ele foi inserido após sua última revisão.
V t=755∠−120 ° kV
xr=1
yr=12
xs=11
ys=12
x t=21
y t=12
x p=11
y p=2
r=0,15m
ρ=10Ω.m
O campo magnético devido a uma corrente de comprimento infinito é obtido
através da equação:
H= I2πr
Calcula a profundidade “P” em função da resistividade do solo, para
determinar a imagem dos condutores. Onde p é a profundidade complexa, ω é a
velocidade angular (ω=2πf ¿, μ0 é a permeabilidade magnética do solo e ρ é a
resistividade do solo
p=√ ρjω μ0
p=√ 102.π .60 .(4.π .10−7)
p=145,29
77
Para calcularmos o campo magnético produzido por este condutor na ponta
de prova (p), deve-se calcular a distância entre cada condutor e a ponta de prova:
drp=√(xr−x p)2+( yr− y p)
2
drp=√(1−11)2+(12−2)2=√(−10)2+102=14,142 [m ]
d sp=√(xs−x p)2+( ys− y p)
2
d sp=√(11−11)2+(12−2)2=√102=10 [m ]
d tp=√(x t−x p)2+( y t− y p)
2
d tp=√(21−11)2+(12−2)2=√102+102=14,142 [m ]
O campo magnético produzido por um condutor cilíndrico de comprimento
tendendo ao infinito é definido por:
H= I2.π . r
= 7552.π . r
Pode-se calcular, então, o campo magnético produzido por cada condutor:
H r=755
2. π .14,142.[cos (45 ° ) . ax−sen (45 ° ) . a y ]
H r=6,01.ax−6,01.ay A /m
H s=755
2. π .10.[−a y ]
H s=−12,02.ay A /m
H t=755
2.π .14,142.[−cos ( 45° ) . ax−sen (45 ° ) . ay ]
H t=−6,01.ax−6,01.ay A /m
Sabe-se que o efeito imagem influencia no campo magnético resultante
produzido por uma linha de transmissão. Portanto, o mesmo processo para o cálculo
78
dos campos produzidos pelos condutores de cada uma das fases da linha deve ser
refeito para suas respectivas imagens:
d 'rp=√(xr−x p)2+( yr+ y p+2. p)2
d 'rp=√(1−11)2+(12+2+2 .145,29)2=√(−10)2+304,582=304,74 [m ]
d ' sp=√(xs−x p)2+( y s+ y p+2. p)2
d ' sp=√(11−11)2+(12+2+2 .145,29)2=√304,582=304,58 [m ]
√(x t−x p)2+( y t+ y p+2. p)2
d 'tp=√(21−11)2+(12+2+2 .145,29)2=√102+304,582=304,74 [m ]
H 'r=−755
2. π .304,74. [sen (1,88 ° ) . ax+cos (1,88 ° ) .a y ]
H 'r=−0,013.ax−0,394.aymA /m
H 's=−755
2. π .304,58.[−a y]
H 's=0,395.aymA /m
H 't=−755
2.π .304,74. [−sen.ax+cos (1,88 ° ) . a y ]
H 't=0,013ax−0,394.a ymA /m
Como se trata de um sistema trifásico, as correntes em cada uma das fases
estão defasadas em 120°. Portanto, antes de fazer a composição vetorial para
encontrar o campo resultante na ponta de prova, deve-se decompor cada vetor em
suas componentes real e imaginária:
H xreal=H rx .cos (0 ° )+H sx .cos (120 ° )+H tx .cos (−120 ° )
H xreal=6,01x 1+0 x (−0,5 )+ (−6,01 ) x (−0,5 )
H xreal=6,01+3,005=9,015 [A /m ]
79
H ximag=H rx . sen (0 ° )+H sx . sen (120 ° )+H tx . sen (−120 ° )
H ximag=6,01x 0+0 x (0,866 )+(−6,01 ) x (−0,866 )
H ximag=0+0+5,205=5,205 [A /m ]
H yreal=H ry .cos (0 ° )+H sy .cos (120 ° )+H ty .cos (−120 ° )
H yreal=(−6,01 ) x1+(−12,02)x (−0,5)+(−6,01 ) x (−0,5 )
H yreal=−6,01+6,01+3,005=3,005 [A /m ]
H yimag=H ry . sen (0 ° )+H sy . sen (120 ° )+H ty . sen (−120 ° )
H yimag=(−6,01 ) x 0+(−12,02) x (0,866 )+ (−6,01 ) x (−0,866 )
H yimag=−10,409+5,205=−5,204 [A /m ]
H ' xreal=H ' rx .cos (0 ° )+H 'sx .cos (120 ° )+H 'tx .cos (−120 ° )
H ' xreal=−0,013 x1+0 x (−0,5 )+(0,013 ) x (−0,5 )
H ' xreal=−0,013−0,001=0,012 [A /m ]
H ' ximag=H ' rx . sen (0 ° )+H ' sx . sen (120 ° )+H 'tx . sen (−120 ° )
H ' ximag=−0,013 x0+0+(0,013 ) x (−0,866 )
H ' ximag=0+0−0,011=−0,011 [mA /m ]
H ' yreal=H ' ry .cos (0 ° )+H ' sy .cos (120 ° )+H 'ty .cos (−120 ° )
H ' yreal=−0,394 x1+(−0,395)x (−0,5)+(−0,394) x (−0,5 )
H ' yreal=−0,394+0,198+0,197=0,001[mA /m ]
H ' yimag=H ' ry . sen (0 ° )+H 'sy . sen (120 ° )+H ' ty . sen (−120 ° )80
H ' yimag=−0,394 x0+(0,395) x(0,866)+(−0,394 )x (−0,866 )
H 'yimag=0−0,342+0,341=−0,001 [mA /m ]
H real=H xreal+H yreal+H ' xreal+H ' yreal
H real=9,015+3,005+0,012+0,001=12,033 [A /m]
H imag=H ximag+H yimag+H ' ximag+H ' yimag
H imag=5,205−5,204+(−0,011 )+ (−0,001 )=−0,011 [A /m ]
H=√H real2+H imag
2
Hmod=√12,0332+(−0,011)2=12,033 [ A/m ]
H fase=tan−1(H imag
H real)
H fase=tan−1(−0,01112,033 )=0,052°
Através da intensidade de campo magnético (H), calcula-se a densidade de
fluxo magnético.
B=μ0 H
B=4 π .10−7 x 11,41
7. SOFTWARE DESENVOLVIDO PARA CÁLCULO DE CAMPOS
ELETROMAGNÉTICOS
O software de simulação de campos elétricos e magnéticos oriundos de linha
de transmissão de alta tensão proposto foi desenvolvido através do MATLAB. O 81
MATLAB é uma linguagem de alto nível e um ambiente interativo voltado para
computação numérica, visualização e programação. Através do MATLAB é possível
realizar análise de dados, desenvolver algoritmos e criar modelos e aplicações. A
linguagem de programação, as ferramentas e as funções matemáticas intrínsecas
do programa permitem explorar múltiplas abordagens e chegar a uma solução mais
rápida do que através de planilhas ou linguagens de programação tradicionais, como
C, C++ ou Java.
O MATLAB pode ser usado para uma gama enorme de aplicações, incluindo
processamento de sinais e comunicação, processamento de imagem e vídeo,
sistemas de controle, teste e medição, finanças e biologia computacional.
O MATLAB é bastante utilizado e, portanto, há vários exemplos e
documentação disponíveis na Internet que facilitam a solução de problemas durante
o desenvolvimento do software. Além disso, o MATLAB possui uma ferramenta bem
interessante e de fácil utilização, voltada para o desenvolvimento de interface gráfica
com o usuário, chamada GUIDE, que mais adiante será explicada. Estes foram os
principais motivos para a escolha do MATLAB para desenvolver o software de
simulação proposto.
7.1 GUIDE
O GUIDE (Graphical User Interface Development Environment) é, como seu
próprio nome já diz, um ambiente de desenvolvimento de interface gráfica com o
usuário. Uma interface gráfica com o usuário permite que os usuários do software de
simulação realizem tarefas interativamente através de controles simples e
amigáveis, como botões e barras de rolagem, por exemplo. Dentro do MATLAB,
ferramentas GUI (Graphical User Interface) permitem que você execute tarefas 82
como criar e personalizar planilhas, ajuste de curvas e superfícies e análise e
filtragem de sinais. É possível ainda criar GUIs personalizados para outros usuários,
que podem executá-los em MATLAB ou como aplicativos independentes.
Os alunos da Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação tem conhecimento
mais apurado em linguagens de programação de baixo nível, pois o objetivo deste
conhecimento é a programação de microcontroladores, microprocessadores, FPGA,
etc. Neste tipo de linguagem de programação é muito complicado desenvolver
interfaces gráficas e, por isso, o MATLAB se apresentou como uma solução bem
viável.
Para desenvolver uma GUI no MATLAB não é necessário um conhecimento
muito aprofundado da linguagem de programação. Através do GUIDE monta-se a
tela da interface gráfica de forma bem simples, adicionando botões, caixas de textos
editáveis e estáticas, barras de rolagem, menus, eixos gráficos, dentre outros, e o
próprio MATLAB se encarrega de gerar o código correspondentes a estes elementos
que o programador deseja em sua GUI. A figura a seguir mostra a tela do GUIDE
limpa com todas as suas ferramentas utilizadas na criação de novas interfaces
gráficas.
83
Figura 11 - Ferramenta do MATLAB usada para criar interfaces gráficas com o usuário
84
CRIAR VARIÁVEISCRIAR FUNÇÕES
ENTRAR COM DADOS
CALCULAR CAMPO ELÉTRICO
CALCULAR CAMPO MAGNÉTICO
PLOTAR GRÁFICOS
INÍCIO
INÍCIO
7.2 FLUXOGRAMA
A seguir é apresentado um fluxograma do software de simulação proposto.
Este fluxograma não tem como objetivo destrinchar completamente cada etapa do
software, mas sim dar ao leitor uma visão ampla do conjunto da obra, o que facilitou
no desenvolvimento do programa e certamente facilitará na compreensão do
mesmo. No Anexo 1 serão apresentadas todas as linhas de programação do
software de simulação desenvolvido.
Figura 12 – Fluxograma do software desenvolvido
85
8. MEDIÇÃO DE CAMPOS DE ACORDO COM A NORMA NBR 15415
9. MEDIÇÃO X CÁLCULO
O objetivo deste capítulo é apresentar medições de campo elétrico e campo
magnético realizadas próximo a duas linhas de transmissão de alta tensão e
confrontar os valores medidos com os valores calculados. Os cálculos foram
realizados à mão, segundo a metodologia descrita no capítulo XX, e também através
do software desenvolvido, descrito no capítulo XX.
Este capítulo não tem como objetivo descrever passo a passo os cálculos
realizados. Portanto, os resultados parciais são apresentados, mas não há uma
explicação do que foi feito. Para entender cada passo tomado no cálculo, verificar
capítulo XX. Da mesma forma, são apresentados neste capítulo apenas os
resultados referentes ao cálculo realizado pelo software. Para entender como é feito
este cálculo pelo programa, verificar capítulo XX.
As medições apresentadas neste capítulo foram contratadas para atender à
Resolução 398 da ANEEL e, portanto, seus resultados não devem ser divulgados.
Para preservar o agente responsável por tais instalações, serão apresentados neste
capítulo apenas os resultados das medições no intuito de preservar o sigilo das
informações.
As informações referentes às linhas de transmissão utilizadas para o cálculo
do campo elétrico e do campo magnético são informações reais informadas pela
86
Gabriela Kascher, 27/11/12,
Ronaldo, este texto foi incluído depois da sua revisão, favor dar um olhada.
Gabriela Kascher, 27/11/12,
Ronaldo, faeste texto foi inserido após sua revisão
equipe técnica do agente responsável pelas instalações. Esta característica faz com
que os resultados da medição e do cálculo sejam bem condizentes.
9.1LINHA 1
9.1.1 DADOS DA LINHA
Segue abaixo os dados da primeira linha de transmissão.
Tensão:
V r=138∠0 °kV
V s=138∠120° kV
V t=138∠−120 ° kV
Corrente:
I r=750∠0 ° kV
I s=750∠120 ° kV
I t=750∠−120 ° kV
Posição dos condutores e da ponta de prova:
xr=1
yr=10,8
xs=1
ys=6,5
x t=7,2
y t=6,5
87
x p=4,1
y p=1,5
Seção transversal dos condutores e resistividade do solo
r=0,003594m
ρ=1000Ω.m
88
Croquis
Figura 13 - Croqui de posição dos condutores e da ponta de prova da Linha 1
Figura 14 - Croqui de distâncias entre as fases e suas imagens e a ponta de prova da
Linha 1
89
Figura 15 - Croqui de ângulos dos vetores de campo (Linha 1)
9.1.2 CÁLCULO
ρls=V .2 . π .
136.π
x 10−9
ln( dr )
ρls=
138
√3.
118
x 10−6
ln( 6,50,003594 )
ρls=0,5902μCm
ρlr=
138
√3.
118
x10−6
ln( 10,80,003594 )
ρlr=0,5527μCm
90
E=ρl
2. π . ε0 .d=
ρl
2.π .1
36. π.10−9 . d
=18. 109 . ρl
d
Er=18x 0,5527 x103
9,803. [ cos (72° ) . ax−sen (72° ) . ay ]
Er=313,61 . ax−965,18.ay [Vm ]
E s=18x 0,5902x 103
5,883. [cos (58 ° ) . ax−sen (58 ° ) . ay ]
E s=956,94 .ax−1531,42.a y [Vm ]
Et=18x 0,5902 x103
5,883. [−cos (58° ) . ax−sen (58° ) . ay ]
Et=−956,94 . ax−1531,42.a y [Vm ]
E 'r=18x 0,5527 x103
12,685. [cos (76 ° ) . ax+sen (76 ° ) . a y ]
E 'r=189,73 . ax+760,98.a y [Vm ]
E ' s=18x 0,5902 x103
8,58. [cos (69° ) . ax+sen (69 ° ) . ay ]
E ' s=443,72 . ax+1155,94.ay [ Vm ]E 't=
18 x0,5902 x103
8,58. [−cos (69 ° ) . ax+sen (69 ° ) . ay ]
91
E 't=−443,72. ax+1155,94.a y [Vm ]
E xreal=Erx .cos ( 0° )+E sx .cos (120 ° )+Etx .cos (−120 ° )[Vm ]E xreal=313,61x 1+956,94 x (−0,5 )+(−956,94) x (−0,5 )[Vm ]
E xreal=313,61[Vm ]
E ximag=Erx . sen (0 ° )+Esx . sen (120° )+E tx . sen (−120 ° )[Vm ]E ximag=313,61x 0+956,94 x (0,866 )+(−956,94 )x (−0,866 )[ Vm ]
E ximag=1971,03[Vm ]
E yreal=E ry .cos (0 ° )+E sy .cos (120 ° )+Ety .cos (−120 ° )[Vm ]E yreal= (−956,18 ) x1+(−1531,42 ) x (−0,5)+(−1531,42) x (−0,5 )[Vm ]
E yreal=575,24[ Vm ]
E yimag=E ry . sen (0° )+E sy . sen (120° )+E ty . sen (−120 ° )[Vm ]E yimag= (−965,18 ) x0+ (−1531,42 ) x (0,866)+(−1531,42) x (−0,866 )[Vm ]
E yimag=0[Vm ]
92
E ' xreal=E 'rx .cos (0° )+E ' sx .cos (120 ° )+E 'tx .cos (−120 ° )[ Vm ]E ' xreal=189,73 x1+443,72x (−0,5 )+(−443,72)x (−0,5 )[ Vm ]
E ' xreal=189,73[ Vm ]
E ' ximag=E 'rx . sen (0 ° )+E 'sx . sen (120 ° )+E' tx . sen (−120 ° )[ Vm ]E ' ximag=189,73 x0+443,72x (0,866 )+(−443,72) x (−0,866 )[Vm ]
E ' ximag=768,52[Vm ]
E ' yreal=E' ry .cos (0 ° )+E ' sy .cos (120 ° )+E 'ty .cos (−120 ° )[ Vm ]E ' yreal=760,98x 1+1155,94 x (−0,5)+1155,94 x (−0,5 )[Vm ]
E ' yreal=−394,96[Vm ]
E ' yimag=E' ry . sen (0 ° )+E ' sy . sen (120° )+E ' ty . sen (−120 ° )[ Vm ]E ' yimag=760,98x 0+1155,94 x (0,866 )+1155,94 x (−0,866 )[ Vm ]
E ' yimag=0[Vm ]
E x=√ (Exreal+E ' xreal )2+(Eximag+E ' ximag )2
E x=√ (313,61+189,73 )2+(1971,03+768,52 )2=2785,41
93
E y=√( Eyreal+E ' yreal )2+(E yimag+E ' yimag)
2
E y=√ (575,24−394,96 )2+ (0+0 )2=189,28
E=√E x2+E y
2
E=√2785,412+189,282=2791,83[Vm ]
H= I2.π . r
H r=
750
√32 π .9,803
[cos (72 ° ) . ax−sen (72 ° ) . a y ]=2,17 . ax−6,87 . a y [A /m ]
H s=
750
√32 π .5,883
. [cos (58 ° ) .ax−sen (58 ° ) .a y ]=6,21 . ax−9,93 . ay [A /m ]
H t=
750
√32π .5,883
. [−cos (58 ° ) . ax−sen (58 ° ) . ay ]=−6,21. ax−9,93 . a y [A /m ]
p=√ ρjω μ0
=√ 1000j2 π60.4 π .10−7 =1452 ,88
Altimagem=6,5+2x 1452,88=2912,26m
H xreal=H rx .cos (0 ° )+H sx .cos (120 ° )+H tx .cos (−120 ° ) [A /m ]
H xreal=2,17 x1+6,21 x (−0,5 )+ (−6,21 ) x (−0,5 ) [A /m ]
H xreal=2,17 [A /m ]
H ximag=H rx . sen (0 ° )+H sx . sen (120 ° )+H t x . sen (−120° ) [A /m ]
94
H ximag=2,17 x0+6,21 x (0,866 )+(−6,21) x (−0,866 ) [A /m ]
H ximag=10,76 [A /m ]
H yreal=H ry .cos (0 ° )+H sy .cos (120 ° )+H ty .cos (−120 ° ) [A /m ]
H yreal=(−6,87 ) x 1+(−9,93 ) x (−0,5)+(−9,93)x (−0,5 ) [A /m ]
H yreal=3,06 [ A /m ]
H yimag=H ry . sen (0 ° )+H sy . sen (120 ° )+H ty . sen (−120 ° ) [A /m ]
H yimag=(−6,87 ) x 0+(−9,93 ) x (0,866)+ (−9,93 ) x (−0,866 ) [ A/m ]
H yimag=0 [ A /m ]
H x=√(H xreal )2+(H ximag)
2
H x=√ (2,17 )2+(10,76 )2=10,98
H y=√(H yreal)2+(H yimag)
2
H y=√(3,06 )2+ (0 )2=3,06
H=√H x2+H y
2
H=√10,982+3,062=11,40 [ Am ]9.1.3 SIMULAÇÃO
A seguir é apresentada a tela do software contendo os resultados da
simulação.
95
Figura 1 Resultado da simulação da Linha 1
9.1.4 MEDIÇÕES
Data Temp. Local Pos. Medição Unidade
1 0,539 µT 2 0,359 µT H = 0,66 µT H = 3,41 µT
Hora Umid. 3 0,112 µT Fator: 5,1852
1 0,267 V/m E = 0,42 V/m E = 0,46 V/m2 0,176 V/m Fator: 1,1000
3 0,273 V/m
PONTO 001 CAMPO MEDIDO CAMPO CORRIGIDO
Perímetro Subestação
Saída LT
26/09/2011
16:22
25,4° C
25%
Data Temp. Local Pos. Medição Unidade
1 0,552 µT 2 0,044 µT H = 0,72 µT H = 3,71 µT
Hora Umid. 3 0,453 µT Fator: 5,1852
1 0,399 V/m E = 0,66 V/m E = 0,72 V/m2 0,310 V/m Fator: 1,1000
3 0,420 V/m
PONTO 002 CAMPO MEDIDO CAMPO CORRIGIDO
LT Entre Torre 1B e
mirante
26/09/2011 26,5° C
16:45 35%
96
Data Temp. Local Pos. Medição Unidade
1 0,645 µT 2 0,080 µT H = 0,71 µT H = 3,69 µT
Hora Umid. 3 0,292 µT Fator: 5,1852
1 0,003 V/m E = 0,13 V/m E = 0,15 V/m2 0,057 V/m Fator: 1,1000
3 0,120 V/m
PONTO 003 CAMPO MEDIDO CAMPO CORRIGIDO
LT Entre Torre 1B e
mirante
26/09/2011 25,0° C
16:48 34%
9.1.5 RESUMO DOS RESULTADOS
VALORES CALCULADOS
VALORES SIMULADOS
VALORES MEDIDOS
CAMPO ELÉTRICO 2791,83[ Vm ] 2,398[ kVm ] 0,72[ Vm ]
CAMPO MAGNÉTICO 11,40 [ Am ] 11404 [mAm ] 3,71 [μT ]
97
9.2 LINHA 2
9.2.1 DADOS DA LINHA
Segue abaixo os dados da primeira linha de transmissão.
Tensão:
V r=138∠0 °kV
V s=138∠120° kV
V t=138∠−120 ° kV
Corrente
o I r=570∠0 ° kV
o I s=570∠120 ° kV
o I t=570∠−120 ° kV
Posição dos condutores e da ponta de prova:
xr=5,95
yr=7
xs=1
ys=8,81
x t=5,95
y t=10,62
x p=3,532
y p=1,5
98
Seção transversal dos condutores e resistividade do solo
r=6,75mm
ρ=1000Ω.m
Croquis
Figura 16 - Croqui de posição dos condutores e da ponta de prova da Linha 2
99
Figura 17 - Croqui de distâncias entre as fases e suas imagens e a ponta de prova da Linha 2
Figura 18 - Croqui de ângulos dos vetores de campo (Linha 2)
9.2.2 CÁLCULO
ρl=V .2 . π .
136.π
x10−9
ln( dr )
ρlr=
138
√3.
118
x10−6
ln( 70,00675 )
ρlr=0,637μCm
100
ρls=
138
√3.
118
x 10−6
ln( 8,810,00675 )
ρls=0,617μCm
ρ¿=
138
√3.
118
x 10−6
ln( 10,620,00675 )
ρ¿=0,601μCm
E=ρl
2. π . ε0 .d=
ρl
2.π .1
36. π.10−9 . d
=18. 109 . ρl
d
Er=18x 0,637 x103
5,963. [−cos (67,27 ° ) . ax−sen (67,27 ° ) . ay ]
Er=−742,97 . ax−1773,52.ay [ Vm ]
E s=18x 0,617 x103
7,664. [ cos (72,51° ) . ax−sen (72,51 ° ) . ay ]
E s=435,52 . ax−1382,12.ay [ Vm ]
Et=18x 0,601 x103
9,406. [−cos (75,82° ) . ax−sen (75,82 ° ) . ay ]
Et=−281,74 . ax−1115,07.a y [Vm ]
101
E 'r=18x 0,637 x103
8,807. [−cos (74,84 ° ) . ax+sen (74,84 ° ) . ay ]
E 'r=−340,47 . ax+1256,61.ay [Vm ]
E ' s=18x 0,617 x103
10,564. [ cos (77,41° ) . ax+sen (77,41 ° ) . a y ]
E ' s=229,16 . ax+1026,03.ay [Vm ]
E 't=18 x0,601 x103
12,337. [−cos (79,24 ° ) .ax+sen (79,24 ° ) . a y ]
E 't=−163,71 . ax+861,46.a y [Vm ]
E xreal=Erx .cos ( 0° )+E sx .cos (120 ° )+Etx .cos (−120 ° )[Vm ]E xreal=−742,97 x1+435,52x (−0,5 )+(−281,74) x (−0,5 )[Vm ]
E xreal=−819,86 [Vm ]
E ximag=Erx . sen (0 ° )+Esx . sen (120° )+E tx . sen (−120 ° )[Vm ]E ximag=−742,97 x0+435,52 x (0,866 )+(−281,74 )x (−0,866 )[ Vm ]
E ximag=621,15[ Vm ]
E yreal=E ry .cos (0 ° )+E sy .cos (120 ° )+Ety .cos (−120 ° )[Vm ]102
E yreal= (−1773,52 ) x 1+ (−1382,12 ) x (−0,5)+(−1115,07)x (−0,5 )[ Vm ]E yreal=−524,93[Vm ]
E yimag=E ry . sen (0° )+E sy . sen (120° )+E ty . sen (−120 ° )[Vm ]E yimag= (−1773,52 ) x 0+(−1382,12 ) x (0,866)+(−1115,07) x (−0,866 )[Vm ]
E yimag=−231,27[Vm ]E ' xreal=E 'rx .cos (0° )+E ' sx .cos (120 ° )+E 'tx .cos (−120 ° )[ Vm ]E ' xreal=−340,47 x1+229,16 x (−0,5 )+(−163,71)x (−0,5 )[Vm ]
E ' xreal=−373,20[ Vm ]
E ' ximag=E 'rx . sen (0 ° )+E 'sx . sen (120 ° )+E' tx . sen (−120 ° )[ Vm ]E ' ximag=−340,47 x 0+229,16 x (0,866 )+(−163,71)x (−0,866 )[Vm ]
E ' ximag=340,23[ Vm ]
E ' yreal=E' ry .cos (0 ° )+E ' sy .cos (120 ° )+E 'ty .cos (−120 ° )[ Vm ]E ' yreal=1256,61x 1+1026,03x (−0,5)+861,46 x (−0,5 ) [Vm ]
103
E ' yreal=312,87[Vm ]
E ' yimag=E' ry . sen (0 ° )+E ' sy . sen (120° )+E ' ty . sen (−120 ° )[ Vm ]E ' yimag=1256,61x 0+1026,03 x (0,866 )+861,46 x (−0,866 )[Vm ]
E ' yimag=142,52[Vm ]
E x=√ (Exreal+E ' xreal )2+(Eximag+E ' ximag )2
E x=√ (−819,86−373,23 )2+(621,15+340,23 )2=1532,22
E y=√( Eyreal+E ' yreal )2+(E yimag+E ' yimag)
2
E y=√ (−524,93+312,87 )2+(−231,27+142,52 )2=229,88
E=√E x2+E y
2
E=√1532,222+229,882=1549,37[ Vm ]
104
H= I2.π . r
H r=
570
√32 π .5,963
[−cos (67,27° ) . ax−sen (67,27 ° ) . a y ]=−3,39 . ax−8,10 . ay [A /m ]
H s=
570
√32 π .7,664
. [cos (72,51 ° ) . ax−sen (72,51 ° ) .a y ]=2,05 . ax−6,52 . ay [A /m ]
H t=
570
√32π .9,406
. [−cos (75,82 ° ) . ax−sen (75,82 ° ) .a y ]=−1,36 . ax−5,40 . ay [A /m ]
p=√ ρjω μ0
=√ 1000j2 π60.4 π .10−7 =1452 ,88
Altimagem=6,5+2x 1452,88=2912,26m
H xreal=H rx .cos (0 ° )+H sx .cos (120 ° )+H tx .cos (−120 ° ) [A /m ]
H xreal=−3,39x 1+2,05 x (−0,5 )+ (−1,36 ) x (−0,5 ) [ A/m ]
H xreal=3,74 [A /m ]
H ximag=H rx . sen (0 ° )+H sx . sen (120 ° )+H tx . sen (−120 ° ) [A /m ]
H ximag=−3,39x 0+2,05 x (0,866 )+(−1,36)x (−0,866 ) [A /m ]
H ximag=2,94 [A /m ]
H yreal=H ry .cos (0 ° )+H sy .cos (120 ° )+H ty .cos (−120 ° ) [A /m ]
H yreal=(−8,10 ) x 1+(−6,52 ) x(−0,5)+(−5,40) x (−0,5 ) [A /m ]
H yreal=−2,14 [A /m ]
105
106
H yimag=H ry . sen (0 ° )+H sy . sen (120 ° )+H ty . sen (−120 ° ) [A /m ]
H yimag=(−8,10 ) x 0+(−6,52 ) x (0,866)+(−8,40 ) x (−0,866 ) [A /m ]
H yimag=1,63 [A /m ]
H x=√(H xreal )2+(H ximag)
2
H x=√ (3,74 )2+(2,94 )2=4,76
H y=√(H yreal)2+(H yimag)
2
H y=√(−2,14 )2+(1,63 )2=2,69
H=√H x2+H y
2
H=√4,762+2,692=5,47 [ Am ]
107
9.2.3 SIMULAÇÃO
A seguir é apresentada a tela do software contendo os resultados da
simulação.
Figura 19 - Resultado da simulação da Linha 2
9.2.4 MEDIÇÕES
Data Temp. Local Pos. Medição Unidade
1 2,500 µT 2 0,231 µT H = 3,97 µT H = 6,06 µT
Hora Umid. 3 3,080 µT Fator: 1,5255
1 1,308 V/m E = 2,29 V/m E = 2,51 V/m2 1,339 V/m Fator: 1,1000
3 1,312 V/m
LT 16°14'28,8"S 47°18'50,8"W
05/07/2011
16:06
29,4° C
30%
PONTO 001 CAMPO MEDIDO CAMPO CORRIGIDO
Data Temp. Local Pos. Medição Unidade
1 2,740 µT 2 0,591 µT H = 3,15 µT H = 4,81 µT
Hora Umid. 3 1,440 µT Fator: 1,5255
1 0,810 V/m E = 1,38 V/m E = 1,51 V/m2 0,865 V/m Fator: 1,1000
3 0,701 V/m
LT 16°14'28,8"S 47°18'50,8"W
05/07/2011 30° C
16:09 31%
PONTO 002 CAMPO MEDIDO CAMPO CORRIGIDO
108
Data Temp. Local Pos. Medição Unidade
1 3,400 µT 2 0,184 µT H = 3,71 µT H = 5,67 µT
Hora Umid. 3 1,485 µT Fator: 1,5255
1 0,770 V/m E = 1,48 V/m E = 1,63 V/m2 0,876 V/m Fator: 1,1000
3 0,909 V/m
LT 16°14'28,8"S 47°18'50,8"W
05/07/2011 30° C
16:11 31%
PONTO 003 CAMPO MEDIDO CAMPO CORRIGIDO
9.2.5 RESUMO DOS RESULTADOS
VALORES CALCULADOS
VALORES SIMULADOS
VALORES MEDIDOS
CAMPO ELÉTRICO CAMPO MAGNÉTICO
10. GLOSSÁRIO
AVALIAÇÃO DE EXPOSIÇÃO: Avaliação sobre a exposição de uma pessoa
por, medições, modelamento, informações sobre as fontes ou outros meios.
CAMPO ELÉTRICO: Vetor de campo E medidos em Volts por metro.
CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS: A combinação dos campos elétricos e
magnéticos em um ambiente. Este termo é confundido com “Radiação
Eletromagnética” que é inadequado para frequências extremamente baixas, já que
nestas frequências a radiação é quase indetectável.
CAMPO ESTÁTICO: campo que não varia com o tempo. Na maioria dos
ambientes os campos elétricos e magnéticos variam com o tempo, mas os seus
espectros de frequência possuem componentes na frequência de 0 Hz. Esta
componente do campo quase estático pode ser medida pela média do sinal oscilante
sobre o tempo da amostra.
109
Gabriela Kascher, 11/27/12,
O que inserir no glossário? Devemos manter exatamente os mesmos termos que tinha no TCC 1?
Dina, 11/28/12,
Ronaldo estes textos foram adicionados depois de sua última revisão. Favor revisá-los.
CAMPO MAGNÉTICO: Grandeza vetorial que determina o campo magnético
em qualquer ponto do espaço expresso em Ampère por metro. Veja também a
densidade de fluxo.
CAMPO NÃO UNIFORME: Um campo que não apresenta amplitude, direção
e fase constantes ao longo das dimensões do corpo ou de parte do corpo em
questão. No caso de campos elétricos, esta definição se aplica para todo o ambiente
que não sofre distúrbios devido à presença de um corpo.
CÂNCER: Doença caracterizada pela divisão anormal e sem controle das
células eucariontes e pela propagação da doença a locais distintos no organismo
(metástase).
CARACTERÍSTICAS: Propriedades físicas detalhadas dos campos elétricos e
magnéticos, como a amplitude, espectro de frequência, polaridade, modulação e etc.
CARGA PESADA: No caso da geração, trata-se do regime de geração
máxima de uma usina. No caso da distribuição de energia, trata-se do regime de
consumo máximo.
CONDUTIVIDADE: Propriedade dos materiais que determina a magnitude da
densidade de corrente no material quando existe a presença de um campo elétrico.
É expresso em unidades de Siemens por metro. É o inverso da resistividade.
CORRENTE DE CONTATO: Corrente que passa por um meio biológico
através de um eletrodo de contato ou por outra fonte de corrente.
CORRENTE LET-GO: Valor de corrente máxima na qual não ocorre
contração muscular involuntária prevenindo que o ser humano segure fortemente um
condutor energizado.
110
DC: Abreviação para Corrente Contínua, mas também usado para indicar
campos constantes. Ver “Campo Estático”.
DENSIDADE DE CORRENTE: Vetor cuja integral sobre uma dada superfície
é igual à corrente que flui através desta superfície; a densidade em um condutor
linear é a corrente dividida pela área de sua secção transversal, expresso em
Ampère por metro ao quadrado.
DENSIDADE DE FLUXO DE CAMPO MAGNÉTICO: Grandeza vetorial que
determina a força em uma carga em movimento ou em cargas (corrente elétrica). A
densidade de fluxo magnético é medida em Tesla (T). Um Gauss (unidade obsoleta)
é igual a 10−4T .
DECARGA POR ARCO: Transferência de corrente por um GAP no ar em que
é necessária uma tensão suficiente para ionizar o ar, em oposição ao contato direto
com a fonte.
DESPOLARIZAÇÃO (celular): A redução do potencial de repouso través da
membrana celular
DISTÂNCIA MÉDIA: Distância média na qual o campo elétrico interno é
determinado para a verificação do cumprimento das restrições básicas.
DNA (ácido desoxirribonucleico): Molécula polimérica que consiste em blocos
de desoxirribonucleótido, que, em uma cadeia de forma helicoidal dupla, é o material
genético da maioria dos organismos.
DOSIMETRIA: Medição ou determinação por cálculo da intensidade do
campo elétrico interno ou da densidade de corrente induzida ou da absorção
específica (AS), ou da taxa de absorção especifica (SAR), em humanos ou animais
expostos à campos eletromagnéticos.
111
DURAÇÃO DE FASE: O tempo de cruzamentos em zero de uma forma de
onda que tem média zero. Para uma onda senoidal de frequência. Para uma forma
de onda exponencial, é o tempo de duração medido do pico da forma de onda até o
instante ponto no qual a amplitude decai para do valor de pico.
EFEITO ADVERSO: Efeito prejudicial para a saúde de um indivíduo, devido à
exposição a um campo elétrico ou magnético, ou a uma corrente de contacto.
EFEITO DIRETO: Efeito biológico resultante da interação direta do EMF
(campo eletromagnético) com as estruturas biológicas.
EMF: Campo eletromagnético.
ENERGIA ELETROMAGNÉTICA: Energia armazenada em um campo
electromagnético. Expressa em joule (J).
ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA: Indução de um potencial propagante em tecido
excitável através de um estímulo elétrico; Polarização elétrica de processos pré-
sinápticos que conduz a uma alteração na atividade das células pós-sináptica.
ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA DIRETA: Estimulação através do campo elétrico
induzido dentro de um meio biológico por um campo elétrico ou magnético externo,
sem contato direto com outros condutores ou arcos elétricos.
EXPOSIÇÃO: Sujeição de uma pessoa à influência de um campo de baixa
frequência ou à corrente de contato.
EXPOSIÇÃO, LONGO PRAZO: Este termo indica exposição durante a maior
parte da vida do sistema biológico envolvido. O período pode variar, entretanto de
poucas semanas a até muitos anos.
EXPOSIÇÃO MÉTRICA: Número único que sumariza a exposição a um
campo elétrico e/ou magnético. A métrica é determinada normalmente por uma 112
combinação de processamento de sinais de um instrumento e da análise dos dados
realizadas após a medição.
EXPOSIÇÃO DE PÚBLICO GERAL OU EXPOSIÇÃO PÚBLICA: Toda
exposição a campos elétricos e magnéticos por membros do público geral, excluindo
exposição ocupacional e exposição durante procedimentos médicos.
EXPOSIÇÃO MÉDICA: Exposição à campos de baixa frequência de um
paciente submetido à diagnostico médico ou a tratamento médico reconhecido ou
como voluntário em uma pesquisa médica.
EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ou EXPOSIÇÃO DE PÚBLICO
OCUPACIONAL: Toda exposição à EMF (campos elétricos e magnéticos) de
indivíduos devido à sua atividade profissional.
FASE RELATIVA: O ângulo de fase de uma forma de onda senoidal
relacionada ao ângulo de fase de outra forma de onda medida em um ponto
diferente dentro do meio condutor ou respeitando uma forma de onda estática de
referência.
FATOR DE REDUÇÃO: Redução do efeito limiar para compensar várias
fontes de incerteza no processo de definição de diretrizes. Alguns exemplos de
fontes de incerteza sobre efeitos de exposição de níveis limiares inclui a
estrapolação dos dados de efeitos em animais para humanos, diferenças na reserva
fisiológica em diferentes pessoas com diferenças de tolerâncias e incertezas
estatísticas (limites de confiança) na função de resposta por dose. Na visão da
ICNIRP incertezas nas medições seguindo as diretrizes é um assunto mais
adequado às organizações responsáveis pelo desenvolvimento de métodos de
113
conformidade. Assim, não é considerado na definição dos fatores de redução da
ICNIRP.
FIBRA NERVOSA: Um único nervo axônio.
FIBRILAÇÃO VENTRICULAR: Arritmia dos ventrículos do coração
caracterizada por contrações desordenadas.
FORMA DE ONDA: Variação da amplitude elétrica no tempo. Salvo quando
indicado o contrário, nesta norma o termo forma de onda se refere a valores ou
medições em pontos dentro do meio biológico.
FOSFENO: Sensação visual causada por estímulos não fóticos. Eletro-
fosfenos são induzidos por correntes elétricas; Magneto-fosfenos são induzidos
magneticamente.
FOSFENOS MAGNÉTICOS: A sensação de flashes de luzes causados por
correntes elétricas induzidas estimuladas na retina.
FREQUÊNCIA DE ALIMENTAÇÃO: A frequência na qual a energia elétrica
alternada é gerada. Para concessionárias de energia a frequência de alimentação é
de 60 Hz na América do Norte, Brasil e partes do Japão, e de 50 Hz na maioria dos
demais países.
FREQUÊNCIA: Número de ciclos senoidais completos de uma forma de uma
onda eletromagnética em um segundo; usualmente expressa em Hertz (Hz).
FREQUÊNCIA CARDÍACA: Medição do número de batidas do coração por
minuto.
HARMÔNICOS (frequência): Frequências múltiplas de uma frequência
fundamental, como a frequência de alimentação elétrica ou outra frequência de
referência.114
HERTZ (Hz): A unidade de frequência, ( f ). Um Hertz é igual um ciclo por
segundo. 1kHz=1000Hz, 1MHz=1000kHz ,1GHz=1000MHz.
INDUÇÃO: Um campo elétrico ou magnético em um meio condutor causado
pela ação de um campo elétrico ou magnético externo variante no tempo.
INSTANTÂNEO: Adjetivo usado para descrever parâmetros particulares que
devem ser medidos ou avaliados a cada intervalo de tempo muito pequeno
(tipicamente 100 microssegundos ou menos).
INTENSIDADE DE CAMPO ELÉTRICO: Força exercida por um campo
elétrico em uma carga elétrica pontual, dividido pela carga elétrica. A intensidade do
campo elétrico é expressa em Newton por Coulomb ou Volts por metro .
INTENSIDADE DE CAMPO MAGNÉTICO: Módulo do vetor de campo
magnético; expresso em Ampère por metro.
LIMIAR: Nível do estimulo que marca o limite entre a resposta e a não reposta
a este estímulo.
LIMIAR DA MEDIANA: O valor de limiar numa distribuição estatística em que
50% das amostras têm limiares maiores e 50% têm limiares menores.
MECANISMO ESTABELECIDO: Um mecanismo bioelétrico que possui as
seguintes características: (a) pode ser usado para prever um efeito biológico em
humanos; (b) Um modelo explicito elaborado utilizando equações ou relações
paramétricas; (c) foi verificado em humanos, ou os dados obtidos em animais podem
ser extrapolados para humanos; (d) é sustentado por uma forte evidência; e (e) é
amplamente aceita entre os especialistas da comunidade científica.
MÉDIA: A média aritmética de uma série de medições ou de outros dados.
115
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA: Bicamada de lipídios que cerca o
citoplasma das células animais e vegetais.
MUTAÇÂO: Qualquer alteração detectável no material genético que não foi
causada por recombinação genética.
MUTAGÉNICO: Substância que pode causar mutação.
NERVO: Um feixe de axônios.
NEURÔNIO: Uma unidade celular normalmente constituída por um axônio,
corpo celular, e árvore dendrítica.
NERVO PERIFÉRICO: Nervo encontrado fora do sistema nervoso central
que se conecta com o sistema nervoso central.
NÍVEIS DE REFRÊNCIA: Os valores RMS (eficazes) e de pico, dos campos
elétricos e magnéticos e das correntes de contato aos quais uma pessoa pode entrar
em contato sem causar a ela efeitos adversos, e considerando fatores de segurança
aceitáveis. Os níveis de referência para exposição a campos elétricos e magnéticos
dados neste documento podem ser excedidos se for demonstrado que as restrições
básicas não foram excedidas. Assim, os níveis de referência são parâmetros
práticos ou substitutos que pode ser usado para determinar a condescendência com
as Restrições Básicas.
PERMEABILIDADE: Quantidade escalar ou tensorial cujo produto pela
intensidade do campo magnético fornece a densidade do fluxo magnético. Nota:
Para meios isotrópicos, a permeabilidade é escalar e para meios anisotrópicos
corresponde a uma matriz. Sinônimo: permeabilidade absoluta. Se a permeabilidade
de um material ou meio é dividida pela permeabilidade do vácuo (que é uma
116
constante magnética), o resultado é denominado permeabilidade relativa. Unidade:
Henrys por metro.
PERMEABILIDADE RELATIVA: Corresponde à permeabilidade absoluta
dividida pela permeabilidade do vácuo. Mostra se o material é facilmente
magnetizado ou não por um campo magnético externo.
PERMISSIVIDADE: Uma constante que define a influência de um meio
isotrópico nas forças de atração ou de repulsão entre corpos carregados
eletricamente. É expressa em Farads por metro a permissividade relativa é a
permissividade de um material ou meio dividido pela permissividade do vácuo.
PICO ESPACIAL: Termo usado para descrever o nível mais alto de uma
determinada quantidade média sobre uma massa ou área do corpo humano.
POLARIZAÇÃO: O potencial elétrico formado através da membrana celular.
PROTEÍNA: Pertence ao grupo de compostos orgânicos de elevado peso
molecular contendo azoto de forma e composição complexa.
PÚBLICO GERAL: Este termo de refere a toda a população. Isto inclui
indivíduos de todas as idades, e variadas condições de saúde, incluindo,
particularmente, grupos ou ínvidos vulneráveis como os enfermos, idosos,
trabalhadoras gestantes, bebês e crianças mais novas.
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE (NIR): Inclui todas as radiações e campos
eletromagnéticos que normalmente não têm energia suficiente para produzir a
ionização da matéria; é caracterizado por uma energia por fóton abaixo de 12eV ,
que é equivalente aos comprimentos de onda maiores que 100nm, ou frequências
inferiores a 3×1015 Hz.
117
RADIOFREQUÊNCIA (RF): Energia eletromagnética com frequências entre
3kHza300GHz.
RESTRIÇÕES BÁSICAS: Limitações obrigatórias sobre as quantidades que
podem produzir os mecanismos conhecidos de interação com o tecido biofísico que
podem levar a efeitos adversos à saúde.
RISCO RELATIVO: A razão da taxa de doenças no grupo que se estuda pelo
grupo de comparação, com ajustes para consideração dos fatores como idade, se
necessário. Para doenças raras, o risco relativo é praticamente o mesmo que
probabilidade.
SISTEMA NERVOSO CENTRAL: A porção do sistema nervoso dos
vertebrados que consiste no cérebro e a medula espinhal, excluindo os nervos
periféricos.
TESLA (T): Unidade do S.I. para densidade de fluxo magnético.
TRABALHADORES: Ver o termo “Exposição Ocupacional”.
VALOR QUADRATICO MÉDIO (RMS): A raiz quadrada do quadrado da
média da função variante no tempo, , sobre um período especifico de tempo.
F rms=√ 1t 2−t1
∫t1
t2
[F (t) ]2dt(Eq. 19)
S.I.: Abreviação para Sistema Internacional de Unidades.
VOXEL: Um elemento computacional tridimensional utilizado para representar
tecidos animais e humanos nos modelos de dosimetria.
118
11. CONCLUSÃO
O presente trabalho mostrou os estudos mais relevantes na área de
exposição humana a campos de baixa frequência, mostrando o consenso entre
entidades de que não há relação causal entre a exposição e problemas nos
sistemas reprodutivo, neuroendócrino, circulatório, bem como desenvolvimento de
doenças neurodegenerativas, câncer e problemas de desenvolvimento com
doenças.
Mesmo sem a comprovação desta relação, os níveis de referência
estabelecido pelo guia de exposição da ICNIRP foram assumidos no Brasil através
da Resolução n° 398/2010, e portanto estudos de emissão de campos da rede
elétrica brasileira se tornaram necessários e atuais.
As medições mostradas no presente trabalho em linhas de transmissão de
500 kV mostraram que é muito comum encontrar valores superiores aos permitidos
pela ICNIRP, e portanto é percebido uma necessidade eminente de adequação.
Para adequar uma instalação como esta à legislação vigente há apenas duas
alternativas: reduzir a tensão / corrente na linha ou aumentar a distância entre a
fonte dos campos (linha de transmissão) da ponta de prova (pessoas próximas à
linha). Infelizmente, nenhuma destas alternativas mostra-se viável:
Reduzir a tensão e/ou corrente nas linhas implica em um nível menor
de potência transmitida por linha e traz consigo a necessidade de
instalação de uma segunda linha;
Aumentar a distância entre a linha e os transeuntes implica em
restringir o livre acesso na faixa de servidão ou elevar as torres,
tornando a linha mais alta. Restringir o acesso à faixa de servidão é
119
impossível, tendo em vista que a linha atravessa estradas por exemplo,
onde não é possível instalar uma cerca. Elevar as torres seria algo
inconcebível financeiramente, pois seria semelhante a instalar uma
nova linha em termos de investimento.
Blindagem seria outra opção, mas também com restrições técnicas e
financeiras.
É este o panorama das instalações elétricas no Brasil e a forma como o
assunto vem sendo tratado. O prazo para enviar os resultados de medições ou
cálculos de campo já esgotaram, bem como o prazo para envio dos relatórios de
adequação. É difícil acessar tais relatórios de adequação, mas diante do exposto, é
pouco provável que soluções realmente eficazes e exequíveis tenham sido
relatadas.
Esta é uma situação preocupante, pois pouco tem sido feito e esperar
apáticos os avanços das pesquisas talvez traga agressões irreparáveis aos nossos
organismos. Deve-se cobrar, fiscalizar e exigir que a Resolução seja seguida, pois a
saúde humana pode estar correndo um grande risco.
120
Dina, 28/11/12,
Ronaldo, este texto foi inserido após sua revisão, favor revisá-lo
12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AHMER, Ghada M.;GOUDA, Ossama E. Performance of crops growth under low
frequency electric and magnetic fields. IEEE, 2009.
COMISSÃO INTERNACIONAL DE PROTEÇÃO CONTRA RADIAÇÕES NÃO-
IONIZANTES (ICNIRP). Guideline For Limiting Exposure To Time-Varying
Electric and Magnetic Fields - 1 Hz To 100 KHz. Alemanha: ICNIRP, 2010.
COMISSÃO INTERNACIONAL DE PROTEÇÃO CONTRA RADIAÇÕES NÃO-
IONIZANTES (ICNIRP). About ICNIRP. Disponível em: <www.icnirp.de>. Acesso em
20 abr 2012.
MOREIRA, Ronaldo Kascher: Compatibilidade Eletromagnética – Blindagens
Eletromagnéticas – Princípios Básicos. Belo Horizonte: 2006.
MURTA, Marisa Lages. Estudo de técnicas de blindagem de campos
magnéticos de baixa frequência. Belo Horizonte:1998.
PAUL, Clayton R. Introduction to Electromagnetic Compatibility. Nova Jersey,
EUA: John Wiley & Sons, Inc.,2006.
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS. Pró-Reitoria de
Graduação. Sistema de Bibliotecas. Padrão PUC Minas de normalização: normas
da ABNT para apresentação de trabalhos científicos, teses, dissertações e
monografias. Belo Horizonte, 2006. Disponível em:
<http://www.pucminas.br/biblioteca/>
WORLD HEALTH ORGANIZATION. Extremely Low Frequency Fields,
Environmental Health Criteria. 2007. Disponível em: <http://www.who.int>.
121
ANEXO 1
122
