Els sistemes de radiocomunicació utilitzen ones electromagnètiques de radiofreqüència per transmetre veu, imatge i dades entre dos o més punts a través de l'espai.
Un sistema de radiocomunicació consta de:
Els sistemes de radiocomunicació més coneguts són la ràdio, la televisió, les comunicacions mòbils (com ara la telefonia mòbil o el WiFi) i les comunicacions via satèl·lit.
També ho són la telefonia sense fil, els sistemes de comunicació utilitzats per a emergències (ambulàncies, policia, bombers...), els comandaments a distància, els radars o els sistemes utilitzats en aeronàutica.
Els sistemes de radiocomunicació poden ser unidireccionals o bidireccionals:
Un sistema de radiocomunicació, com per exemple la televisió, està format per:
Hi ha doncs un emissor que envia el senyal, i la resta d'equips són receptors d'aquest senyal.
Aquests sistemes de radiocomunicació són unidireccionals, és a dir, el senyal només es transmet en una direcció, i per això la distància entre l'emissor i els receptors pot ser de quilòmetres.
Un sistema de radiocomunicació com la telefonia mòbil és bidireccional i està format per:
En aquests sistemes, la distància entre l'estació base i els telèfons mòbils no pot ser gaire gran, ja que els telèfons mòbils tenen limitada la potència per normativa.
La telefonia mòbil és un sistema que permet parlar, rebre i enviar dades, accedir a Internet, independentment del lloc on es trobi l'usuari, sempre que estigui dintre de l'àrea de cobertura d'una estació base (coneguda popularment i simplement com antena de telefonia mòbil) de l'operador amb el qual es tingui contractat el servei.
Així doncs, quan es diu que un telèfon mòbil té cobertura vol dir que es troba dins de l'àrea de cobertura d'una estació base.
Un estació base de telefonia mòbil (o BTS, per les sigles en anglès de base transceiver station ) està formada per un torre o pal, sobre la qual s'instal·len les antenes (que és la part visible de l'estació base) i per una caseta, que generalment no és visible.
A la caseta es troben els diferents equips necessaris per gestionar la transmissió i la recepció, així com també els equips de refrigeració que mantenen la instal·lació a la temperatura adient i les bateries que en garanteixen el funcionament quan hi ha un tall d'energia elèctrica.
La part visible de l'estació base, és a dir, la torre (o pal) i les antenes, està ubicada a llocs elevats, per donar cobertura a la seva àrea.
És per això que, en entorns urbans, les estacions base estan generalment instal·lades als terrats dels edificis.
Una xarxa de telefonia mòbil està formada per un conjunt d'estacions base.
Les àrees de cobertura de les diferents estacions base han de tenir continuïtat entre si, perquè l'usuari no perdi cobertura mentre es desplaça d'una àrea de cobertura a una altra.
Quan es vol establir una comunicació amb un telèfon mòbil, la xarxa detecta l'estació base (en l'àrea de cobertura de la qual es troba el telèfon mòbil) i dirigeix la comunicació cap al telèfon mòbil.
Generalment, l' àrea de cobertura d'una estació base es divideix en tres zones anomenades sectors, i s'utilitza una antena per donar cobertura a cadascun dels 3 sectors.
El senyal emès per les antenes són ones electromagnètiques que es propaguen per l'aire, en línia recta i a la velocitat de la llum.
La potència del senyal és més gran únicament a prop i en la direcció de màxima emissió de l'antena, i disminueix molt ràpidament a mesura que ens allunyem de l'antena.
El senyal encara disminueix més quan travessa parets.
És per això que a l'interior dels edificis els nivells de potència són força més baixos que a l'exterior.
Mesura exterior just davant de l'antena
Aquí hi ha els nivells més alts.
Aquesta zona no és accessible a les persones, perquè forma part de la zona de protecció associada a l'antena.
Generalment entre 3 i 4 metres de l'antena i en la direcció de màxima emissió.
Mesura exterior al voltant de l'antena
Zona situada habitualment entre 4 i 10 metres al voltant de l'antena.
Aquesta zona ja es troba fora de la zona de protecció i, per tant, els nivells són inferiors als indicats per la normativa VIGENT.
Mesura interior a l'habitatge del mateix edifici on hi ha l'estació base
Nivells molt baixos dintre dels habitatges del mateix edifici on hi ha l'estació base.
Cap antena de l'estació base hi apunta directament i, a més, les parets i els sostres atenuen molt el senyal.
Nivells baixos, perquè ens trobem a més de 10-15 metres de les antenes.
Mesura interior als habitatges d'edificis veïns
Nivells molt baixos dintre dels habitatges dels edificis veïns a l'estació base, perquè encara que alguna antena pugui apuntar més o menys a la zona, les parets han atenuat molt el senyal.
L'estació base i el telèfon mòbil emeten sempre a la menor potència necessària per poder establir la comunicació entre si.
Aquesta potència es regula de forma contínua, tant a l'estació base com al telèfon mòbil.
A més, el telèfon mòbil té una potència màxima limitada per normativa.
Quan el telèfon mòbil es troba lluny de l'estació base, tant el telèfon mòbil com l'estació base han d'emetre amb més potència per poder establir la comunicació
La mesura de l' àrea de cobertura d'una estació base depèn, generalment, del nombre d'usuaris als quals cal donar servei i dels obstacles que hi ha al voltant de l'estació base.
Així, un entorn amb pocs usuaris i pocs obstacles té poques estacions base, i les àrees de cobertura de cada estació base són més grans.
En canvi, un entorn més densament urbà, amb més usuaris i més obstacles (bàsicament edificis), té més estacions base, i les àrees de cobertura de cada estació base són més petites.
Els entorns urbans tenen dues característiques que impliquen que hi hagi d'haver més estacions base:
Per tant, a les ciutats ha d'haver-hi un nombre més gran d'estacions base per poder donar servei als usuaris i poder proporcionar cobertura als interiors i als baixos dels edificis.
Un camp electromagnètic és la combinació d'un camp elèctric i d'un camp magnètic.
Tant els camps elèctrics com els camps magnètics són fenòmens físics que han existit des de sempre.
Per exemple, l'existència de grans camps elèctrics provoca l'aparició dels llamps a les tempestes... i el gir del nucli de ferro de la Terra crea el camp magnètic terrestre.
Constantment estem exposats a emissions electromagnètiques de tot tipus, que són invisibles a l'ull humà.
Les emissions electromagnètiques poden ser d'origen natural o d'origen artificial.
Entre les naturals hi ha, per exemple, la radiació del sol, sense la qual la vida a la Terra no seria possible.
Entre les artificials es troben totes les generades per aparells com la ràdio, la televisió, els telèfons mòbils o els forns de microones, entre d'altres.
Sense les emissions electromagnètiques d'origen artificial, la societat que avui coneixem no seria possible.
Els camps electromagnètics es propaguen en forma d' ona electromagnètica.
Les característiques més importants d'una ona són la freqüència i l' amplitud.
Com més gran és la freqüència de l'ona, més energia transporta l'ona.
La telefonia mòbil utilitza, per al seu funcionament, camps electromagnètics de radiofreqüència, que són emissions (o radiacions) no ionitzants.
Depenent de la freqüència de l'ona electromagnètica, les emissions o radiacions electromagnètiques són ionitzants o no ionitzants.
Quant major és la freqüència de l'ona, més energia transporta l'ona.
Les radiacions ionitzants transporten prou energia com per poder arrencar electrons dels àtoms de la matèria sobre la qual incideixen.
Per tant, poden arribar a provocar danys.
Entres les radiacions ionitzants es troben, per exemple, els raigs X i els raigs gamma.
Les radiacions no ionitzants NO transporten prou energia i, per tant, no poden arrencar electrons dels àtoms de la matèria sobre la qual incideixen.
Entre les radiacions no ionitzants es troben les de molt baixa freqüència (com les generades al voltant de les línies d'alta tensió), les emissions de radiofreqüència (que són les utilitzades pels diferents sistemes de radiocomunicació: ràdio, televisió, telefonia mòbil, WiFi o els forns de microones) i la llum visible.
Només si la potència d'una radiació no ionitzant és molt alta i el cos incidit és molt a prop, les radiacions no ionitzants poden fer augmentar la temperatura del cos. És la tècnica que utilitzen els forns de microones per escalfar i/o descongelar els aliments.
Depenent de la potència, del temps d'exposició i de la part del cos exposada a camps electromagnètics de radiofreqüència (ràdio, televisió, telefonia mòbil i WiFi, entre d'altres), aquesta part del cos pot arribar a experimentar un increment de la temperatura: és el que s'anomena efecte tèrmic.
Des de fa molts anys, diferents organismes i comitès internacionals han estat determinant els nivells màxims d'exposició a camps electromagnètics de radiofreqüència per assegurar que no hi ha cap risc per a la salut.
Fins ara, no hi ha evidència concloent d'una relació causa-efecte entre l'exposició a camps electromagnètics de radiofreqüència i efectes perjudicials per a la salut, si els nivells d'exposició estan per sota dels nivells màxims permesos indicats per l'ICNIRP.
Pel que fa a possibles efectes a llarg termini de l'exposició a camps electromagnètics de radiofreqüència, l'any 2011 la IARC (Agència Internacional per la Recerca sobre el Càncer) va classificar els camps electromagnètics de radiofreqüència com possiblement cancerígens per als humans (Grup 2B).
Això bàsicament significa que l'evidència de risc observada era limitada, malgrat que no es descarta, per la qual cosa continua la recerca en la possible relació entre l'ús intensiu dels telèfons mòbils i els telèfons sense fil i el risc de càncer.
La SAR o specific absortion rate (TAE en català, taxa d'absorció específica) és una taxa que indica l'energia que és absorbida per un cos quan està exposat a camps electromagnètics de radiofreqüència.
Per la banda de freqüències utilitzades pels camps electromagnètics de radiofreqüència, l'efecte biològic que es pot arribar a produir en un cos que hi està exposat és l'anomenat efecte tèrmic, és a dir, un augment de la temperatura de la part del cos exposada.
Es determina que un augment de la temperatura d' 1oC de la part del cos exposada pot arribar a produir efectes biològics adversos.
En el cas dels humans, es determina que aquest augment d' 1oC de temperatura resulta de l'exposició de camps electromagnètics de radiofreqüència en individus sota condicions ambientals moderades a una SAR de cos sencer de 4 W/kg durant 30 minuts.
A partir de la SAR de 4 W/kg es determina el nivell d'exposició de camps electromagnètics de radiofreqüència i, un cop establerts aquests nivells, s'aplica un factor de seguretat que en el cas del públic en general és de 50 (4 W/kg: 50 = 0,08 W/kg).
Així doncs, es considera que el límit de 0,08 W/kg és suficient per garantir la seguretat del públic en general.
Aplicant aquesta reducció, s'augmenta la seguretat i es garanteix la protecció de la població exposada.
Aquests nivells de camp electromagnètic de radiofreqüència resultats de l'aplicació del factor de seguretat són els que s'indiquen en les recomanacions de la ICNIRP (taula 4), en la Recomanació del Consell de la Unió Europea i en el RD 1066/201 (quadre 2 de l'annex II).
Els nivells s'indiquen generalment com a densitat de potència (expressats en W/m 2 ) o com a camp elèctric (expressat en V/m).
Els valors mesurats de camp elèctric o de densitat de potència han de ser amitjanats en un període de 6 minuts.
La normativa vigent a Catalunya en relació amb els nivells màxims permesos d'exposició a camps electromagnètics per al públic en general és el Reial decret 1066/2001.
Els nivells indicats en el RD 1066/2001 són els mateixos que els indicats en la Recomanació del Consell de la Unió Europea de l'any 1999 (1999/519/CE) que, alhora, són els mateixos que els indicats per la ICNIRP l'any 1998 en la seva directriu.
Per tal d'elaborar la Recomanació 1999/519/CE, la Comissió Europea va recórrer al Comitè Científic de Riscos Sanitaris Emergents i Recentment Identificats –CCRSERI– (SCENIHR, en anglès), per determinar els límits recomanables d'acord amb l'estat del coneixement científic i acomplint les seves obligacions de seguiment i vigilància.
La majoria dels països de la Unió Europea apliquen els nivells de la Recomanació 1999/519/CE del Consell, amb els mateixos nivells que la recomanació de la ICNIRP.
Països fora de la Unió Europea com ara el Japó, el Brasil o Nova Zelanda apliquen els mateixos nivells indicats per les recomanacions de la ICNIRP.
Els EUA i el Canadà tenen límits superiors.
Els nivells mesurats es poden indicar en diferents unitats, que estan relacionades entre si.
Les unitats més habituals són la densitat de potència (expressada en W/m2 o en μW/cm2) i el camp elèctric (expressat en V/m).
Al lloc web de la governança radioelèctrica els nivells mesurats s'expressen en V/m.
A Catalunya, com es pot comprovar en el lloc web de la governança radioelèctrica, els nivells de camp electromagnètic als quals està exposat el públic en general són molt més baixos que els límits indicats per la normativa vigent.
Indiquen el nivell de la suma de totes les fonts emissores de camp electromagnètic de la zona on es realitza la mesura, i no només d'una sola font emissora.
A més, concretament, els límits indicats pel RD 1066/2001 s'han de complir "en les zones on poden romandre habitualment persones i en l'exposició a les emissions dels equips terminals, sens perjudici del que disposin altres disposicions específiques en l'àmbit laboral".
Per a les freqüències de telefonia mòbil, els nivells de referència fixats pel RD 1066/2001 són:
900 MHz-Camp elèctric: 41 V/m (densitat de potència: 4,5W/m 2 )
1800 MHz - Camp elèctric: 58 V/m (densitat de potència: 9 W/m 2 )
2100 MHz - Camp elèctric: 61 V/m (densitat de potència: 10 W/m 2 )
Els equips portàtils amb els que es fan les mesures que es poden cosultar en aquest lloc web, disposen d'una sonda que medeix el nivell de camp electromagnètic de les freqüències compreses entre 100 kHz i 8 GHz.
El nivell de referència més restrictiu fixat pel RD 1066/2001 dins d'aquest marge de freqüències és de 28 V/m (densitat de potència: 2 W/m 2 ).
Aquest és el nivell màxim permès amb el que es compararan les mesures realitzades amb els equips portàtils.
La instal·lació de cada estació base de telefonia mòbil ha de ser prèviament autoritzada per la Secretaria d'Estat de Telecomunicacions i per a la Societat de la Informació del Ministeri d'Indústria, Energia i Turisme, que, a més, inspecciona regularment les estacions base per comprovar que els nivells màxims no se superen.
Els operadors de telefonia mòbil han d'enviar, amb caràcter previ a la posada en servei de l'estació base, el projecte tècnic de cada estació base perquè s'aprovi.
A més, anualment els operadors han de presentar una certificació de cada estació base conforme continuen sense superar els límits.
Els nivells amitjanats en cada estació base es poden consultar en el lloc web del Ministeri d'Indústria, Energia i Turisme.
No hi ha cap restricció addicional, però en l'Ordre 23/2002 s'indica que quan una estació base s'instal·la a menys de 100 metres d'espais catalogats como "sensibles" (llars d'infants, centres d'educació infantil i primària, centres d'educació secundària obligatòria, centres d'atenció primària, hospitals, residències i centres geriàtrics, i parcs públics), els operadors de telefona mòbil han de minimitzar els nivells d'exposició en aquests espais, així com també han de fer mesures en aquests llocs i incloure-les en el projecte tècnic enviat al Ministeri d'Indústria, Energia i Turisme, perquè comprovi que no es superen els nivells indicats per la normativa vigent.
Aquestes mesures s'han de prendre cada any i reenviar-les al mateix Ministeri.
Els telèfons mòbils estan dissenyats i fabricats per no sobrepassar un nivell de SAR de 2 W/Kg, per complir la norma europea EN 50360, establerta per la ICNIRP.
Per saber el SAR d'un model de telèfon mòbil s'ha de consultar el manual o el lloc web del fabricant.
Els telèfons mòbils tenen una potència màxima d'emissió limitada per normativa.
Els models de telèfons mòbils més comercialitzats actualment utilitzen una potència màxima de 250 mW.
Tant el telèfon mòbil com l'estació base emeten sempre amb la mínima potència necessària per poder establir la comunicació entre si.
Així doncs, quan l'estació base i el telèfon mòbil són relativament a prop, tant l'estació base com el telèfon mòbil emeten amb la menor potència i, per tant, es redueixen els nivells d'exposició als camps electromagnètics de radiofreqüència.
Això s'aconsegueix amb un dimensionament adequat de les xarxes de telefonia mòbil, que garanteixi la presència d'un nombre d'estacions base suficient i una ubicació òptima de les estacions per poder donar el servei necessari a cada zona, tenint en compte el nombre d'usuaris als quals s'ha de donar servei i els obstacles al voltant de l'estació base.
En aquest sentit, criteris com allunyar de forma general les estacions base dels usuaris no és una mesura eficaç per reduir els nivells d'exposició als camps electromagnètics de radiofreqüència, ja que, en aquest escenari, tant les antenes de les estacions base com els telèfons mòbils dels usuaris han d'emetre amb més potència per poder comunicar-se entre si, i això augmenta el nivell d'exposició als camps electromagnètics de radiofreqüència, sobretot dels usuaris, respecte del nivell d'exposició de camp electromagnètic de radiofreqüència dels mateixos telèfons mòbils.
Al voltant de cada antena d'una estació base es determina una zona de protecció no accessible a les persones, de manera que es garanteix que fora d'aquesta zona de protecció els nivells d'exposició són inferiors als nivells màxims indicats per la normativa vigent.
Aquesta zona de protecció es troba justament davant de cada antena i depenent de la potència de l'antena; generalment és d'entre 3 i 4 metres en la direcció de màxima emissió.