Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Esta dissertação aborda a problemática das radiações eletromagnéticas não ionizantes em unidades de conservação, analisando os riscos potenciais para os ecossistemas. A pesquisa se baseia em estudos científicos internacionais e propõe uma tabela de níveis de risco ambiental, além de apresentar um método de mapeamento da radiação utilizando técnicas de geoprocessamento. O objetivo principal é auxiliar os gestores de unidades de conservação na avaliação e gestão dos riscos relacionados à radiação eletromagnética.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
1 / 137
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
A Deus, pela natureza maravilhosa, fonte de todos os nossos recursos e equilíbrio.
Aos meus pais, Lucy e Miguel pelo exemplo que sempre me proporcionaram. Às Biólogas Denise e Mayna, minha esposa e filha, pela consultoria prestada durante todo o curso e ao meu filho Thales pela participação nos debates.
Ao meu orientador Prof. Cézar, pela oportunidade, esclarecimentos, e pelas valiosas sugestões.
À Coordenação do PGECOL, Prof. Fábio e Profª. Rossana pelo apoio e ao José Carlos pela atenção.
Aos Professores do PGECOL pelos conhecimentos transmitidos. Aos Professores Alfredo e Marcel do Departamento de Estatística da UFJF pelas discussões e observações.
Ao Procurador Federal junto ao IBAMA, Dr. Toneres pelas considerações. Às amigas Azussa e Lara, graduadas em Letras pela valiosa ajuda. Aos colegas do Mestrado em Ecologia pelo apoio e incentivo.
E às Instituições:
FCT/JF – Fundação Centro Tecnológico de Juiz de Fora, pela cessão do instrumento medidor de radiação EMR-300 e GPS
IBAMA – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis
ICMBIO – Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade
INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
The purpose of this work is to evaluate the presence of non-ionizing radiations in protected areas, and to estimate the possible risks of those radiations for the ecosystem. The ranges of interests are the radiofrequencies, typical of installations for telecommunication systems, largely used nowadays. Based on previous international scientific researches, we proposed a table with levels of environmental risks resulting from radiation. That chart will allow people to evaluate the situation of each region in the unit perimeter or buffer zone. A diagnostic on the situation of the electromagnetic radiations in federal protected areas in Brazil was made, through the application of questionnaires among managers. A method of mapping of geoprocessing techniques was developed. This method permits that a map containing the intensity of the electromagnetic radiations could be used with the management plan or unit zoning and better the conditions of hazard analyzing, management and future research. Based on the vigent legislation, an analysis under the legal point of view was done, and we propose rules related to environmental licensing for telecommunication towers inside or next to the protected areas.
3G – Terceira geração da telefonia celular, que permite também acesso à internet em alta velocidade.
ANATEL – Agência Nacional de Telecomunicações.
CPqD - Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações.
dxf – Formato para intercâmbio de arquivos dos softwares Autodesk Map e AutoCad.
EMF – “Electromagnetic Fields” – campos eletromagnéticos.
EMR – Instrumento medidor de radiação eletromagnética.
IBAMA – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis.
ICMBIO – Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade.
ICNIRP - Comissão Internacional para Proteção Contra Radiações Não Ionizantes.
Microondas – Freqüências acima de 300MHz.
MMDS – “Multichannel Multipoint Distribution Service” – Tecnologia que permite acesso sem fio a longa distância à internet e TV.
OMS – Organização Mundial de Saúde.
Radiofreqüências – Genericamente, todas as freqüências utilizadas em tecnologias de comunicação sem fio.
REM – Radiação eletromagnética.
RF – Radiofreqüência.
RMS – “Root Mean Square” - valor médio (eficaz) de uma onda senoidal. SNUC - Sistema Nacional de unidades de Conservação da Natureza Lei Federal nº 9985, de 18 de julho de 2000. Trackpoint – Ponto registrado automaticamente pelo GPS quando está gravando um trajeto (trilha).
UC – Unidade de Conservação.
Waypoint – Ponto registrado pelo operador do GPS.
WHO – “World Health Organization” – Organização Mundial de Saúde.
WiFi – De “wireless fidelity”, fidelidade sem fios. Rede sem fio para computadores.
WiMax – Tecnologia semelhante ao WiFi, porém atingindo distâncias até 50 km.
Proposta de Método para Mapear e Monitorar as Intensidades de Radiação
Capítulo 1
1.1 Radiações eletromagnéticas não ionizantes
Michael Faraday foi o primeiro cientista a constatar que havia relações entre eletricidade e magnetismo. Experimentalmente, verificou que um campo magnético variável induziria um campo elétrico. Para explicar o fenômeno criou a idéia de “linhas de força”, que até hoje é empregada no ensino do magnetismo (FARADAY, 1855). James Clerk Maxwell, com apenas vinte e quatro anos, se propôs realizar a tarefa de legar às leis de Eletricidade e Magnetismo uma base matemática sólida. Foi Maxwell quem conseguiu achar uma formulação matemática correta da lei de indução de Faraday e quem, além disso, predisse que um campo elétrico variável no tempo induziria um campo magnético. Com o desenvolvimento das conhecidas “Equações de Maxwell”, teoricamente previu a existência de ondas eletromagnéticas, unificando as matérias sobre luz e eletromagnetismo (MCKELVEY e GROTCH, 1981)
Fig. 1: Equações de Maxwell.
Maxwell mostrou através de suas equações, que ondas eletromagnéticas são geradas sempre que forem aceleradas cargas elétricas. Portanto, ele foi capaz de dizer que as ondas eletromagnéticas seriam radiadas por qualquer circuito no qual correntes alternadas, particularmente de freqüência muito alta, fluem.
Região Frequência (Hz) Comprimento de onda (cm) Rádio < 3 x 10 9 > 10 Microondas 3 x 10 9 - 3 x 10 12 10 - 0. Infravermelho 3 x 10 12 - 4.3 x 10 14 0.01 - 7 x 10 - Visível 4.3 x 10 14 - 7.5 x 10 14 7 x 10 -5^ - 4 x 10 - Ultravioleta 7.5 x 10 14 - 3 x 10 17 4 x 10 -5^ - 10 - Raios-X 3 x 10 17 - 3 x 10 19 10 -7^ - 10 - Raios Gama > 3 x 10 19 < 10 - Tab.1: Espectro eletromagnético (SANTIAGO et al. , 2008).
Antes do encerramento do século XIX, sabia-se que quando a luz visível ou ultravioleta é dirigida a uma superfície metálica, os elétrons podem ser ejetados da superfície, gerando o fenômeno conhecido como efeito fotoelétrico. Max Plank matematicamente mostrou que as ondas de luz são radiadas em forma de parcelas, cada uma das quais carrega uma certa quantidade de energia. Estas parcelas ou quanta de energia são referidas como fótons. Em 1905, Einstein reforçou as idéias de quantização de Plank e deu ímpeto à criação da física quântica. A teoria desenvolveu- se bastante até 1930, tendo envolvido grandes físicos do século XX como Bohr, Rutherford, Born, Pauli e Fermi (MCKELVEY e GROTCH, 1981). Assim, temos hoje dois modelos para explicar a radiação eletromagnética: o modelo ondulatório e o modelo corpuscular. Adota-se então o princípio da complementariedade, segundo o qual os dois modelos são complementares. A escolha do modelo a usar é determinada pelo caráter da medida ou pelo tipo do experimento (GEF, 2008). A energia de fótons das ondas eletromagnéticas com freqüência menor do que 300 GHz é extremamente pequena, sendo difícil detectá-los como fótons, fazendo que prevaleça o caráter de onda. A luz visível e a radiação ultravioleta podem ser descritas como ondas ou como fótons. Segundo as equações deduzidas por Einstein, quanto maior a freqüência, maior a energia do fóton (OKUNO e VILELA, 2005):
Efóton = h f
( h é a constante de Planck e vale 6,63 x 10 -34J.s = 4,14 x 10 -15^ eV. s)
Como numa onda eletromagnética f λ = c , onde f é a freqüência, λ o comprimento de onda e c a velocidade da luz no meio de propagação, a equação anterior pode ser escrita como:
Efóton = h c λ
Quando a radiação eletromagnética interage com a matéria, que pode ser um tecido vivo, ela pode arrancar elétrons de átomos que a constituem, transformando-os em íons, se tiver energia suficiente para tal. Nesses casos, ela é classificada como ionizante. Para que ocorra a ionização em um material biológico, a energia da radiação deve ser superior ao valor da energia de ligação dos elétrons ligados aos átomos desses elementos. As conseqüências dependerão do papel biológico desempenhado pela molécula atingida. Se for uma molécula de DNA podem acontecer a sua quebra e mutações gênicas. Quanto maiores as doses de radiação absorvida, maiores serão as probabilidades de dano, de mutações precursoras de câncer e de morte celular (NOUAILHETAS et al ., 2008). Do espectro eletromagnético, apenas os raios X e gama são considerados ionizantes. A radiação ultravioleta, cuja faixa de comprimento de onda vai de 100 a 400nm, está no limite entre radiação ionizante e não ionizante e no contexto usual da Radiobiologia, é considerada não ionizante. Entretanto, também a radiação ultravioleta desestabiliza o genoma e facilita mutações celulares, que podem levar ao fotoenvelhecimento, alterações imunológicas e câncer de pele (OKUNO e VILELA, 2005). Oficialmente, segundo a Resolução 303/2002 da ANATEL – Agência Nacional de Telecomunicações, é considerada radiação não ionizante, todas as radiações do espectro eletromagnético, que não têm energia suficiente para ionizar a matéria. Caracterizam-se por apresentarem energia, por fóton, inferior a cerca de 12eV (doze elétron-volt), comprimentos de onda maiores que 100 (cem) nanômetros e freqüências inferiores a 3x10 15 Hz.
1.2 Radiofreqüência e microondas
Nos últimos cem anos, após a viabilização do rádio por Marconi, aconteceu uma verdadeira explosão de tecnologias de comunicação por ondas eletromagnéticas, que vêm se acentuando a cada dia. A partir do desenvolvimento da telefonia celular, que por suas características técnicas exige um grande número de antenas, chamadas
interferência das radiações eletromagnéticas com os organismos componentes das biotas locais. Tínhamos informações não só da presença de torres de telecomunicações, mas também de linhas de transmissão de energia elétrica. O sistema de potência brasileiro, trabalha na freqüência de 60Hz. Portanto, todas as instalações de energia elétrica, sejam elas de geração, transmissão, distribuição ou consumo, operam nessa freqüência, que é muito baixa em relação às freqüência utilizadas em telecomunicações que podem atingir a ordem de alguns Gigahertz. A equação λ = c / f , relaciona o comprimento de onda λ com a freqüência f , sendo c a velocidade da luz no meio considerado. Portanto o comprimento de onda é inversamente proporcional à freqüência. Em 60Hz, o comprimento de onda é muito grande e vale cerca de 5.000km. Na engenharia de telecomunicações, projetam-se antenas com o tamanho aproximadamente igual ao comprimento de onda da corrente que circula na mesma. Os comprimentos das antenas eficientes geralmente são L = λ / 2 ou L = λ / 4 , onde L é o comprimento da antena e λ o comprimento de onda. Para se projetar uma boa antena, operando com uma corrente de freqüência igual a 60Hz, seu tamanho deveria ser 2.500 km ou 1.250 km (PAULINO, 2001). Por isso, considera-se que as linhas de transmissão de energia não produzem ondas, mas apenas campos. Há que considerar que superpostos à freqüências de 60Hz, ocorrem correntes indesejadas, com freqüências maiores, denominadas harmônicos, produzidas pelos próprios equipamentos do sistema. Entretanto, sua intensidade pode ser considerada de valor desprezível. Um outro fato que caracteriza as linhas de transmissão de energia elétrica é que elas são construídas no sistema denominado trifásico, constituído por três cabos ou três conjuntos de cabos. As correntes que percorrem esses condutores podem ser muito altas, chegando a 1.000A ou mais. Mas as correntes de cada condutor no sistema trifásico, são senoidais e defasadas entre si de um ângulo de 120°. O sistema é todo construído e operado para que a soma fasorial total das três correntes seja zero ou próxima de zero. Isso faz com que os campos elétricos e magnéticos produzidos pelas correntes também tendam a se anular e as resultantes de pequeno valor ocorrerem apenas nas proximidades da linha, devido à assimetria geométrica construtiva. Todos esses parâmetros de construção das linhas de potência visam que ela cumpra seu objetivo que é o de conduzir a energia com a menor perda possível. Mesmo assim, há um consenso internacional da periculosidade dos campos gerados pelos sistemas de potência sobre os seres vivos, principalmente a
possibilidade já verificada em diversos trabalhos científicos sobre o aumento da taxa de incidência de câncer em moradores próximos a linhas de transmissão. A própria “EPA – Environmental Protection Agency” –, agência de proteção ambiental do governo dos EUA, disponibiliza em seu site, documentação sobre os riscos de exposição às radiações provenientes de linhas de transmissão de energia elétrica, onde informa (EPA, 2008): Em 1998, um grupo de trabalho de experts, organizado pelo NIEHS – Instituto Nacional de Ciências de Saúde Ambiental, avaliou os efeitos sobre a saúde da exposição às radiações eletromagnéticas de baixíssima freqüência, do tipo encontrado em residências próximas a linhas de transmissão de energia elétrica. Baseado em estudos sobre a incidência de leucemia infantil envolvendo um grande número de residências, o NIEHS concluiu sobre a possibilidade dos campos magnéticos das linhas serem a possível causa do câncer. O grupo de trabalho também concluiu que os resultados de experimentos com exposição a campos eletromagnéticos em animais e células, bem como os mecanismos estudados não confirmam nem refutam os resultados encontrados nos estudos com humanos. A Agência Internacional para Pesquisas Sobre o Câncer, da Organização Mundial de Saúde também obteve conclusão similar. A EPA ainda alerta: Como se proteger:
protegidas por normas legais emanadas do poder público, cujo principal objetivo é a proteção dos ecossistemas naturais presentes naquelas regiões. Nossos estudos foram voltados para as radiações produzidas pelas instalações de telecomunicações, em todas as freqüências usuais, denominadas genericamente de radiofreqüências. A ecologia estuda os ecossistemas, que são constituídos por uma infinidade de organismos que atuam de forma interdependente, em relações químicas e trocas energéticas entre si e com o ambiente físico que os cerca. Essas relações envolvem desde seres microscópicos até os vegetais superiores e os grandes mamíferos. O equilíbrio poderia ser então quebrado, a partir de uma possível ação dos campos eletromagnéticos sobre quaisquer dos componentes da teia ecológica. Considerando a grande complexidade do assunto, ainda pouco abordado cientificamente, e as limitações naturais de uma dissertação de mestrado, a proposta principal é uma avaliação geral da questão e o oferecimento de ferramentas para os gestores de unidades de conservação e responsáveis por procedimentos de licenciamento ambiental, para a condução dos trabalhos envolvendo campos eletromagnéticos em suas áreas de atuação. Como justificado também em 1.2, as linhas de transmissão de energia elétrica proporcionam maior visibilidade em relação à possível extensão da atuação de seus campos que se restringem às proximidades da linha, cujo percurso é conhecido e visível sobre o terreno. Já as torres de telecomunicações lançam sua radiação invisível em diversas direções, sendo a princípio desconhecidas suas intensidades e raio de ação. Por esse motivo, o trabalho foi dirigido para os efeitos das estruturas de telecomunicações.
Com base em pesquisas científicas internacionais, foi elaborada uma tabela com cinco níveis de exposição: baixíssimo risco, baixo risco, médio risco, alto risco e altíssimo risco. Tal classificação vai permitir ao gestor a estimativa de cada região, bem como melhorar sua capacidade de análise e condução de ações na unidade de conservação. A realização de um diagnóstico da situação geral das unidades de conservação federais no Brasil, em relação às radiações eletromagnéticas, foi necessária para dimensionar o tamanho do problema bem como extrair dos gestores sua percepção da questão. Um questionário foi enviado aos chefes de unidades com perguntas que permitiram quantificar a situação das unidades em relação às instalações e aos núcleos urbanos próximos bem como possíveis observações de efeitos sobre os ecossistemas. A partir da verificação da consistência das informações a respeito da ocorrência de estruturas, tornou-se necessário o desenvolvimento de um método para mapear as intensidades da radiação nas unidades, bem como sua distribuição dentro do perímetro e zona de amortecimento. A técnica desenvolvida proporciona a integração do mapa de radiação gerado, com os demais mapas constituintes do plano de manejo ou zoneamento da unidade de conservação, permitindo o monitoramento das áreas criticas bem como o direcionamento de pesquisas. Finalmente, foi feito um estudo das principais normas jurídicas que regem a questão dos impactos ambientais, bem como os processos de licenciamento ambiental, sob a ótica da questão das radiações eletromagnéticas. As análises desenvolvidas poderão dar suporte no relacionamento com as empresas proprietárias das estruturas e para o órgão gestor elaborar outras normas específicas para equacionar a situação das antenas, no sentido de minimizar os possíveis impactos.
