RT-032 Comunicacin Inalmbrica Objetivos: Disear y administrar la implementacin redes de comunicacin inalmbricas Contenid

Dpto. de Elctrica y ElectrnicaPRIVATE

ESCUELA POLITECNICA DEL EJRCITOEXTENSIN LATACUNGA

PRIVATE

SISTEMAS DE COMUNICACIN

Instructor:

Ing. Juan Pablo Pallo Noroa, M.Sc.

Latacunga, Marzo del 2011OBJETIVO GENERALDisear y administrar la implementacin de los sistemas de comunicacin Con este objetivo, se cubrirn los temas siguientes: Fundamentos de los sistemas de comunicaciones Sistemas de Radiocomunicaciones. Caractersticas, equipos terminales.

Sistemas Anlogos AM y FM.

Sistemas Digitales ASK, FSK y PSK Tcnicas de MultiplexacinFUNDAMENTOS DE LAS COMUNICACIONES.

1.1. Modelo de Red de un Sistema de Telecomunicaciones.

Fig 1. Red de un sistema de Telecomunicaciones. Equipo Terminal.- situado en las instalaciones del cliente para aprovechar un servicio de telecomunicaciones.

Acceso.- la forma de conectar las instalaciones del cliente con las de la empresa proveedora del servicio

Conmutacin.- los equipos responsables de establecer la comunicacin entre los clientes.

Transporte.- la forma de conectar a los elementos de conmutacin entre s

1.2. Requerimientos Actuales en Telecomunicaciones:

Integracin de servicios y tipos de informacin. (voz, datos y video.)

Mayor capacidad de transmisin (bps).

Aumento de calidad (BER).

Altos niveles de Confiabilidad (% Disp.)

Cobertura de mayores distancias (Km).

Compatibilidad en su manejo (estndares).

Variedad de sistema de acceso.1.3.FUNDAMENTOS DE LAS COMUNICACIONES El objetivo de un sistema de comunicaciones es transferir informacin desde un sitio a otro, generalmente a distancias considerables. Esto se hace enviado la informacin en la forma de energa electromagntica a travs del: aire, espacio, alambre, o fibra de plstico. En el caso de un sistema de comunicaciones inalmbricas la transmisin de la informacin se hace a travs del aire o vaco por medio de la emisin de ondas electromagnticas.1.3.1. ONDAS ELECTROMAGNETICAS Y LA LONGITUD DE ONDACuando la comunicacin entre dos puntos se realiza por medio de alambres o fibra, se dice que se emplea un medio guiado. Si la transmisin es por el aire o espacio se habla entonces de un medio no guiado. En cualquiera de los dos casos, el objetivo de un sistema de comunicaciones electrnico es enviar la informacin desde un punto a otro trasmitiendo energa electromagntica desde el remitente hasta el destinatario. La transmisin por un medio guiado requiere el envo de ondas elctricas sobre un par de cobre o el envo de ondas de luz transmitidas sobre fibra ptica. Para transmitir por un medio no guiado se emplean ondas electromagnticas.

Siendo ms especficos se puede decir que la energa electromagntica puede viajar de varios modos: como voltaje o corriente por medio de alambres, como luz por fibra ptica o como emisiones de radio frecuencia que viajan por el aire o espacio. En cualquiera de los casos un concepto importante que debe entenderse es el de: Longitud de Onda (Wavelength).

Donde:

Velocidad:Es la velocidad a que viaja la onda. Depende del medio y se conoce como Velocidad de Propagacin.Frecuencia:La variacin en ciclos por segundo de la seal que se propaga.

La mxima velocidad de propagacin, c, se logra en el vaco y a menudo se la refiere como la velocidad de la luz y es igual a 300.000 Km/s. En el aire la velocidad de propagacin de la energa electromagntica es entre 95 % a 98 % de la del vaco. Por un alambre est entre 60 % a 85 % y tpicamente en el cable de TV Cable est en el orden de 75%.

La longitud de onda es muy importante pues algunos aspectos en el diseo y seleccin de los componentes electrnicos dependen de la misma. Por ejemplo, el tamao de las antenas, y el tipo de cables a emplearse depende de la frecuencia o longitud de onda con que se trabaje. Por otro lado, mientras ms pequea sea la longitud de onda, la energa electromagntica no puede ser fcilmente controlada o confinada, lo que hace ms difcil trabajar con seales de frecuencias elevadas.La energa electromagntica normalmente viaja en lnea recta, pero esta trayectoria puede ser modificada de varias formas: por ejemplo cuando viaja confinada en un alambre o fibra ptica sigue la trayectoria fijada por el cable, o cuando viaja por el espacio puede ser reflejada, difractada o refractada al igual que ocurre con la luz.Para los enlaces inalmbricos se recurre a diferentes Modos de Propagacin, siendo el de Onda Espacial (Space Waves) el preferido al modo de Onda Superficial (Ground o Surface Waves) por ser este ltimo muy afectado por el terreno y solo tiene un alcance muy reducido. El medio de transmisin para los enlaces de radio est compuesto por el conjunto superficie terrestre - atmsfera.

La influencia de la superficie terrestre se hace sentir de varias formas en la propagacin de ondas entre las cuales estn: Obstruccin, Difraccin, Reflexin y otras

En cuanto a la atmsfera, esta se puede subdividir en tres capas: troposfera, estratosfera e ionosfera. Debido a que la tierra es un conductor imperfecto, las ondas de radio penetran en algo su superficie; su intensidad de campo disminuye rpidamente con la profundidad y se propagan ms lentamente que en el aire. Esto origina un arrastre o efecto de onda superficial, que provoca que, justo por encima de la superficie, la onda siga la curvatura de la tierra. Este modo es de utilidad solo para frecuencias de transmisin relativamente bajas y para distancias relativamente cortas (200 Km para MF y 2000 Km para LF). La troposfera es una capa que se encuentra dominada por tres parmetros: Presin, Temperatura y Humedad. En esta capa se encuentra varios tipos de gases: Oxgeno,. Nitrgeno y dixido de carbono, tambin vapor de agua y precipitaciones como lluvia y nieve

Para explicar el fenmeno arriba mencionado, se tiene que tomar en cuenta la refraccin, que ocurre debido a que las ondas de radio viajan a diferentes velocidades a travs de un medio que tiene densidades variables debido a la presencia de molculas de vapor de agua.

As, parte del haz viaja a velocidades mayores de aquellos que viajan en capas atmosfricas ms densas. Esto resulta en que el haz forma una curva, generalmente para abajo, siguiendo la curvatura de la tierra.

La Estratosfera no es utilizada en propagacin

La Ionosfera es utilizada para aprovechar las reflexiones y refracciones ionosfricas, dado que las diferentes capas tienen diferente grado de ionizacin

Figura 1.1. Modos de propagacin: a) propagacin atmosfrica y terrestre, b) propagacin por dispersin local.Las ondas espaciales por el contrario viajan en lnea recta y su alcance depende, en esencia, de la altura de la antena transmisora y de la receptora puesto que la curvatura de la tierra limita la lnea de vista necesaria para que las dos antenas se comuniquen.

Figura 1.2. Propagacin de la onda espacial.

En la prctica, la distancia que una onda espacial puede alcanzar llega a ser hasta 4/3 del valor que se obtendra haciendo un anlisis geomtrico simple, esto debido a la difraccin de la onda, tal como se muestra en Figura 1.2.

En zonas muy montaosas se recurre al empleo de torres de transmisin que se ubican buscando que exista lnea de vista entre las mismas, desde el origen de los datos hasta el destino final de los mismos. Esta solucin suele ser muy costosa y solo puede ser implementada por empresas de gran poder econmico y que definitivamente requieren del enlace para el normal trabajo de su proceso industrial. En tambin posible contratar este servicio desde algn proveedor, en vez de implementar una solucin propietaria.

En cualquiera de los dos casos, se debe tomar en cuenta que la transmisin inalmbrica requiere el pago del uso de la frecuencia portadora al Estado. En nuestro Pas, el permiso de operacin se tramita en la Superintendencia de Telecomunicaciones.

Con las ondas espaciales es posible tambin llegar ms lejos, gracias a la reflexin de la onda viajera que produce la ionosfera, o, de requerirse, se puede hacer un enlace satelital enviando una seal de microondas a un satlite geoestacionario, el cual enva de vuelta la seal hacia antenas satelitales situadas de preferencia en los predios de la empresa que requiere el servicio.

En los enlaces con lnea de vista, la Tierra y la atmsfera a menudo propician la recepcin por trayectoria mltiple.

Figura 1.3. Propagacin por trayectoria mltiple en enlaces con lnea de vista.

Dado que las ondas dirigidas y reflejadas van por trayectorias distintas, bien puede ocurrir que sus fases estn en contraposicin y llegue a producirse un efecto de cancelacin total. Por consiguiente, existe para cada enlace una altura ptima de la antena receptora que depende de la geometra transmisor-tierra-receptor y del des-fasaje en la reflexin. Esto quiere decir que no necesariamente la mxima altura de antena es la mejor, y puede verse torres en donde las antenas estn ubicadas en un lugar intermedio en vez del punto mximo de la torre.

1.4. LOS MEDIOS DE TRANSMISIN

El medio de transmisin es el soporte fsico que facilita el transporte de la informacin. Es una parte fundamental en la comunicacin de datos. La calidad de la transmisin depender de sus caractersticas. Los medios de transmisin que han evolucionado ms rpidamente son los utilizados para el transporte de seales elctricas, ya que gracias al uso de estas seales es posible realizar transmisiones a grandes distancias.

1.4.1. Tipos de Medios de Transmisin:

Guiados

Multipar

Cable Coaxial

Fibra ptica

No Guiados

Microondas

Satlites

Radio Frecuencia

Infrarrojo

1.4.2. MEDIOS GUIADOS

Los medios guiados son aquellos que llegan fsicamente al transmisor y al receptor. Ej.: Cable multipar, coaxial, STP, fibra ptica.

1.4.2.1. Cable Coaxial

a. Estructura Interna:

Vaina externa: es un aislador plstico que evita el desgaste ante la lluvia y la erosin.

Malla: su funcin es evitar la interferencia electromagntica. Dielctrico: da la eficiencia del cable coaxial, mientras ms puro sea, es mejor. Su funcin es impedir el paso de los electrones.

Cu (Cobre) Dielctrico Malla Vaina externa

Fig 1.4. Estructura de un cable coaxial.b. Caractersticas: Transmite seales digitales, es decir pulsos elctricos.

Requiere de un conector hembra BNC.

Afecta el campo electromagntico externo.

c. Clasificacin:

Balanceado: tiene conexin a tierra y su impedancia caracterstica es de 50 ohms.

Desbalanceado: su impedancia caracterstica es de 75 ohms

MaterialVelocidad

Polietileno Espumoso80%

Tefln Extendido.85%

Tefln Slido69.4%

Polietileno88%

Tabla N1. Velocidad del cable coaxial

de acuerdo al material dielctrico.d. Aplicaciones:

Telefona

Redes LAN

Redes PAN

Redes CAN1.4.2.2. Fibra ptica

Fig 1.5. Cable de fibra ptica.a. Caractersticas:

Est construida de dixido de silicio, tiene un ndice de refraccin 1.5 y un dimetro que va entre 10 um hasta 80um y su espesor es igual al grosor de un cabello, este medio permite transmitir a n .

Tiene un Ancho de Banda de 2.5 a 10GHz, e incluso tiende a llegar a 1THz.

Tiene tres tipos de tendido: areo, subterrneo (1.20m) y martimo.

Ventanas de Operacin

1 = 800 - 850 nm

2 = 1300 - 1350 nm

3 = 1500 - 1550 nm; a mayor rango de transmisin, mayor velocidad. 4 = 1550 - 1650 nm (Nueva ventana de operacin)Tiene dos modos de propagacin: Monomodo, el grosor entre 10/40um ,el grosor del ncleo de la fibra es mayor a la cubierta. Se aplica en redes troncales MAN y WAN. Su ancho de banda llega hasta a 100 GHz; y Multimodo: el grosor de la fibra es de 62.5/125um. Se aplica a redes LAN y WAN, hasta 2 GHz. La informacin dentro de la fibra ptica se propaga por una reflexin total interna.

Fig 1.6. Sistema de Comunicaciones con fibra ptica.Nota: los empalmes presentan 0.1 dB de prdida y los conectores 0.5 dB de prdida.

Para una transmisin con fibra ptica se requiere de opto-acopladores que permiten el cambio de una seal elctrica a ptica, adems se emplean tcnicas de multiplexacin como DWDM y SONET/SDH. La luz a transmitirse debe ser coherente, es decir tiene la misma frecuencia y la misma fase.

b. Ventajas:

Mayor velocidad de transmisin.

Mayor capacidad.

Transmite cualquier protocolo.

Mayores usuarios

Se aplica a todo tipo de red

La fibra ptica con tendido subterrneo debe soportar las sales del agua.

c. Desventajas:

Capacitar el personal

Costos.

d. Aplicaciones:

Permite la unin de una red LAN y WAN.

1.4.2.3. PAR TRENZADO

Consiste en dos cables de cobre aislados y trenzados para reducir la interferencia elctrica externa y de pares adyacentes. Dos cables paralelos forman una antena. Si se trenzan se reduce la diafona.

a. Presentacin

Vienen en cables de 4 pares trenzados con colores estndares.

Par 1 Blanco/Azul Azul

Par 2 Blanco/Naranja Naranja

Par 3 Blanco/Verde Verde

Par 4 Blanco/Marrn Marrn

b. Caractersticas:

Consiste de dos cables de cobre aislados ordenados en espiral (helicoidal). Cada par de cables acta como un solo canal de comunicaciones. Normalmente, un cable contiene un conjunto de pares trenzados. Cables para larga distancia pueden contener hasta cientos de pares. La contorsin espiral de los pares individuales, minimiza la interferencia electromagntica. Utiliza conectores RJ-45. Es el medio ms comn para la transmisin digital y analgica. Actualmente forma la dorsal del sistema telefnico. Asimismo, usado para conformar el cableado en edificios para la conexin e interconexin de LANs. Usado para transmitir seales analgicas y digitales. Para seales analgicas es necesario amplificar cada 5 6 Km. Para seales digitales es necesario repetir cada 2 3 km. Comparado con otros medios de transmisin, el par trenzado est limitado en distancia, ancho de banda y tasa de transmisin. El medio es muy susceptible a la interferencia y al ruido ya que se acopla fcimente con campos electromagnticos. Para transmisin analgica punto a punto, es posible alcanzar un ancho de banda de 250 kHz. Para la transmisin de voz, la atenuacin es de aprox. 1 dB/Km. Un estndar comn para las lneas telefnicas es una prdida mxima de 6 dB; de aqu que 6 Km representa una distancia mxima de cobertura por segmento. Para lneas digitales punto a punto, es posible alcanzar algunos Mbps como tasa de transmisin. c. Tipos:

UTP(Unshielded Twisted Pair)

Par trenzado sin apantallar

Muy sensible a interferencias

Formado por 4 pares trenzados

STP (Shielded Twisted Pair)

Par trenzado apantallado

Cada par va envuelto por una malla metlica

El conjunto de pares se recubre por otra malla

Robusto a interferencias

Formado por dos pares

1.5. Medios No Guiados

Se utilizan ondas electromagnticas, debido a que al transmisor o al receptor no hay un medio fsico. La caracterstica de una onda electromagntica es que su Campo Elctrico es perpendicular al Campo Magntico ().

Para la transmisin es necesario tcnicas de modulacin como: FM, AM, PM; adems se usan antenas omnidireccionales y direccionales.

Una antena omnidireccional es aquella que irradia en toda direccin pero su potencia vara; mientras que una antena direccional se tiene que dirigir el haz de un punto a otro.

(a) Antena Omnidireccional (b) Antena direccional

Fig 1.7. Tipos de Antenas.1.5.1. SATLITE

Es un sistema electrnico complejo que se encuentra en la zona geoestacionaria o geosncrona, ubicado a una altura de 36000 Km en la Troposfera, el mismo que debe ponerse en sincrona con la rotacin de la Tierra girando a 6879 millas/hora.

a. Caractersticas:

Tiene una frecuencia ascendente (uplink) y descendente (downlink). La frecuencia de subida es siempre mayor que la frecuencia de bajada debido a la presin presentada en la atmsfera.

Fig 1.8. Sistema Satelital. La confiabilidad es del 99.98% y tiene un retardo de 2.5 mseg.

Trabaja de 3 a 300 GHz, en las subandas: X, L, KU, Ka.

Puede tener regeneradores (llega la seal y la amplifica) o repetidores (no trata la seal.)

La separacin entre satlites debe ser de 1 a 3 para que no exista interferencia.

Tiene una vida til de 20 a 25 aos.

b.Ventajas:

Ofrece servicios multimedia: voz y datos simultneamente.

Son comerciales.

Se aplica en Telecomunicaciones

Permite explorar el espacio.

Servicios de Meteorologa.

c. Desventajas:

Costos

Creacin compleja.

Mantenimiento.

Para cubrir la tierra se requieren de 3 satlites ubicados de la siguiente forma:

Fig 1.9. Posicin de satlites para cubrir al Planeta. El rehuso de la frecuencia.

La huella es la zona de cobertura de cada satlite.

1.5.2. Microondas

Es un medio que permite la transmisin de un punto a otro.

a. Caractersticas:

Opera en frecuencias mayores a 1GHz. Las frecuencias de 2 a 4 GHz se dividen en subandas: L,X. Emplea antenas direccionales, de rejillas, offset, y parablicas.

Es necesario tener lnea de vista

La confiabilidad es del 99% y tiene un retardo de 5 mseg.

La distancia entre las antenas de transmisin y recepcin es de 40 a 70 Km, aunque en la prctica la distancia aumenta a 100 Km sin atenuacin; esta misma distancia se considera para los repetidores.

La transmisin existe tres rayos de emisin:

a. Rayo Directo

b. Rayo Reflejado

c. Rayo Superficial.

Fig 1.10. Emisin de las OEM. Tiene una frecuencia intermedia de 700 Mhz.

La Frecuencia Intermedia es la frecuencia mnima para que un sistema funcione.

Presenta atenuacin debido a la lluvia, neblina, vegetacin, geografa, presin y temperatura.

La velocidad de transmisin es de 2 Mbps.

Para la transmisin se utiliza el magnetrn y tubo Klystronn. El Klystronn genera la seal y de acuerdo a la cavidad se toman las seales con mayor velocidad.

c. Aplicaciones:

Las microondas permiten el envi de un solo tipo de seal a la vez como datos, voz o control, video.

d. Desventajas:

La cobertura de los enlaces se limita a distancias cortas.

1.5.3. Ondas de Radio

a. Caractersticas:

El rango de frecuencias es de 30 MHz a 1 GHz.

Sirve para la transmisin de voz, datos, televisin, radio.

Utiliza antenas omnidireccionales.

La frecuencia se divide en bandas para los radioaficionados: A, B y C.

1.5.4. Infrarrojo

a. Caractersticas:

El rango de frecuencias es de 0.3 3 THz,

La distancia de alcance es de 50m a 100m.

Utiliza opto-acopladores tanto para la transmisin como para la recepcin.

Requiere de lnea de vista.

Para la transmisin utiliza luz lser, luz coherente.

La velocidad de transmisin es de 160 Kbps, hasta los Mbps.

Un medio de transmisin se selecciona por:

Velocidad de transmisin

Ancho de Banda

Distancia

Costos.

La calidad de transmisin es un factor importante en las comunicaciones, por lo cual se debe analizar el BER en sistemas digitales y la seal a ruido (S/N) en los sistemas analgicos.

1.5. AREAS DE COBERTURA DE LAS REDES

Fig 1.11. reas de cobertura de las Redes Inalmbricas.

1.6. EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

El espectro electromagntico se divide en bandas, cada una con sus caractersticas o peculiaridades. Para evitar interferencias, a los usuarios se les asignan frecuencias especficas dentro de las bandas, frecuencias que adoptarn las peculiaridades asociadas a dichas bandas.

En la transmisin inalmbrica se emplea un rango de frecuencias que va desde los 30 KHz hasta los cientos de GHz. A esto se conoce como el Espectro Electromagntico.

Cada banda se emplea para varios servicios de telecomunicaciones. La asignacin de las frecuencias para diferentes servicios se rige por una serie de acuerdos bajo el control de la International Telecommunications Union (ITU).Organismos y regulaciones internacionales no solo que han definido los rangos del espectro Electromagntico, sino que tambin determinan el uso que se darn a los mismos, incluyendo sus subdivisiones. Por ejemplo, en la Figura 1.4 se muestra la cuidadosa distribucin de frecuencias de VHF para diferentes usos, incluyendo el cientfico.

Figura 1.12. Distribucin de las frecuencias en VHF.

En la Tabla 1.2 se muestran los rangos asignados para ICM, donde una aplicacin ICM (Industrial, Cientfica, y Mdica) es definida como la aplicacin de equipos o de instalaciones destinados a producir y utilizar en un espacio reducido energa radioelctrica con fines industriales, cientficos, mdicos, domsticos o similares.

Tabla 1.2. Frecuencias para aplicaciones ICM que requieren autorizacin.

Banda de FrecuenciasFrecuencia Central

6765 6795 KHz

13553 13567 KHz

26957 27283 KHz

40,66 40,70 MHz

433.05 434.79 MHz

902 928 MHz

2400 MHz 2500 MHz

5725 5875 MHz

24 24,25 GHz

61 61,5 GHz

122 123 GHz

244 246 GHz6780 KHz

13560 KHz

27120 KHz

40,68 MHz

433,92 MHz

915 MHz

2450 MHz

5800 MHz

24,125 GHz

61,25 GHz

122,5 GHz

245 GHz

Tambin se controla y limita la potencia de la energa radiada. Para potencias pequeas (por ejemplo, la que se emplea en los telfonos inalmbricos caseros) no se requiere de permiso. Para comunicaciones de pequeo alcance, que sera el caso de comunicaciones inalmbricas dentro de una planta industrial, debe buscarse una frecuencia de trabajo para la que se requiere de permiso. No hay que olvidar que con cierta potencia se pueden interferir a otros equipos o canales de comunicacin funcionando en lugares cercanos. Otro aspecto que se regula es que el equipo no solo que no debe interferir a otros sino que adems debe ser capaz de soportar interferencias desde otros equipos.

Las frecuencias ms bajas se emplean en sistemas especiales de comunicacin, con submarinos por ejemplo, debido a que estas frecuencias bajas, de grandes longitudes de onda, pueden penetrar cientos de metros de agua.

La Audio Frecuencia (AF) que va desde 20 Hz a 20 KHz, si bien puede ser propagada en su forma original desde un punto a otro, resulta imprctico emplearla como una alternativa de comunicacin generalizada. Se puede imaginar lo que ocurrira si todas las emisoras de radio transmiten el audio como tal. Igual sucedera si en una planta industrial se empleara igual tcnica para trasmitir todas las variables fsicas en su forma original. Habra una suerte de ruido que sera escuchado por todos los instrumentos desde todas las fuentes, crendose una gran confusin y molestia al operador. Pero, si se sube la frecuencia de transmisin, en primer lugar el odo humano no puede escucharla, y luego se puede ubicar cada canal de comunicacin en un lugar del espectro diferente a otro y as evitar que se mezclen y se interfieran. Con este propsito se emplea la modulacin.

1.7. EFECTO DE RADIACION EN CUERPO HUMANO

Hoy en da las fuentes de campos de RF son innumerables y muy variadas dentro del entorno en el que nos movemos. Entre las mismas, se pueden destacar las siguientes, como las ms comunes : monitores y pantallas (3-30 kHz), aparatos de radio de AM (30 kHz - 3 MHz), calentadores industriales por induccin (0.3 - 3 MHz), termoselladores, aparatos para diatermia quirrgica (3 - 30 MHz), aparatos de radio de FM (30 - 300 MHz), telfonos mviles, receptores de TV, hornos de microondas (0.3 - 3 GHz), aparatos de radar, dispositivos de enlace por satlite, sistemas de comunicaciones por microondas (3 - 30 GHz) y radiaciones solares (3 - 300 GHz).

Distingamos tres situaciones:

a. Campos de RF por encima de los 10 GHz. Estas radiaciones son absorbidas por la superficie de la piel y es muy poca la energa que llega a tejidos interiores.

La exposicin a estos campos de RF por encima de 10 GHz se mide fundamentalmente en trminos de la intensidad de campo, medida como densidad de potencia en vatios por metro cuadrado (milivatios e incluso microvatios por metro cuadrado para campos ms dbiles). Para que a estas frecuencias tan elevadas dentro de la radiofrecuencia se produzcan efectos perjudiciales para la salud, como cataratas en el ojo o quemaduras cutneas, se requieren densidades de potencia superiores a 1000 w/m. Dichas densidades de potencia tan elevadas no existen el un entorno propio de la vida diaria, sino que se suelen dar por ejemplo en las proximidades de radares muy potentes, zonas en las que est prohibida la presencia humana.

b. Campos de RF entre 1MHz y 10 GHz. Estas radiaciones, al contrario de lo que ocurre con las de frecuencia superior a 10 GHz, penetran en los tejidos expuestos, y producen un calentamiento de los mismos debido a la absorcin energtica de la seal. La profundidad de penetracin en el tejido depende de la frecuencia del campo y crece conforme decrece la frecuencia de la radiacin. Dicha profundidad de penetracin depende asimismo de las propiedades del tejido:

Depende de la composicin dielctrica del tejido en cuestin. Por ejemplo, los huesos, con menor contenido en agua, absorben menor parte de la energa que los msculos.

Depende del tamao del tejido en relacin a la longitud de onda de la radiacin a la que es expuesto.

Depende asimismo de la forma, la geometra y la orientacin del tejido con respecto a la radiacin.

Fig. 1.13. Espectro ionizante y no ionizante.

La absorcin de energa de los campos de RF por parte de los tejidos se mide segn la tasa especfica de absorcin (SAR :Specific Absorption Rate) en una masa de tejido dada. La unidad de dicha tasa son los vatios por kg. de masa. Para que se produzcan efectos adversos para la salud en personas expuestas a radiaciones de estas frecuencias son necesarios valores del SAR superiores a 4 w/Kg. Estos niveles de energa se encuentran a decenas de metros de potentes antenas transmisoras de FM ubicadas en altas torres, siendo dichas reas inaccesibles. La mayor parte de los efectos perjudiciales para la salud que pueden producirse por la exposicin a campos de radiofrecuencia en este rango de frecuencias se asocian a calentamiento inducido, cuyo resultado es el aumento de la temperatura de un tejido, o del propio cuerpo superior a 1 C. El calentamiento inducido en tejidos corporales puede provocar varias respuestas tanto fisiolgicas como termoregulatorias, incluyendo una menor capacidad para realizar tareas tanto fsicas como mentales debido al aumento de la temperatura corporal. Se han observado efectos similares en personas sometidas a estrs calorfico, como las que trabajan en ambientes muy calurosos o que padecen estados febriles prolongados. El calentamiento inducido, del mismo modo, puede afectar al desarrollo del feto. Se sabe que para que se puedan producir malformaciones en el nacimiento, es necesario que la temperatura del feto aumente de 2C a 3C durante horas. El calentamiento inducido por la radiacin electromagntica de este rango de frecuencias puede asimismo afectar a la fertilidad en el hombre y favorecer la aparicin de opacidades oculares (cataratas).

Es importante destacar que en la mayor parte de los estudios relativos a frecuencias superiores a 1 MHz se evaluaron los resultados de una exposicin corta en el tiempo a una radiacin de alta intensidad, exposicin que no suele ocurrir en la vida diaria, en la que quiz la exposicin es ms larga, pero a una radiacin de no tan alta intensidad.

c. Campos de RF por debajo de 1 MHz. Este tipo de campos no producen calentamiento significativo, sino que inducen corrientes y campos elctricos en tejidos, los cuales se miden en trminos de densidad de corriente en amperios por metro cuadrado. Como se coment con anterioridad, en el funcionamiento normal y correcto del ser humano, las reacciones qumicas envueltas en dicho funcionamiento llevan asociadas unos movimientos de cargas y por tanto unas determinadas corrientes elctricas. Se calcula que la intensidad de dichas corrientes es de unos 10 mA/m.

Para que las corrientes inducidas por los campos de RF de frecuencias inferiores a 1 MHz interfieran con el normal funcionamiento del cuerpo humano, han de ser de al menos 100 mA/m, pudiendo producir para densidades de corriente de ese orden o superior contracciones involuntarias de msculos. Asimismo, se han detectado otros efectos en el cuerpo causados por la exposicin a campos de RF de baja intensidad. No obstante, dichos efectos bien no han sido confirmados por laboratorios de investigacin, o bien sus consecuencias en la salud son desconocidas. Dichos estudios han concedido (conceden) gran importancia al posible aumento en el riesgo de desarrollar un cncer al ser expuesto a este tipo de radiaciones.

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