Sven Kuehn, Serge Pfeifer, Beyhan Kochali, Niels Kuster. Modelagem da Exposição Total em Redes Móveis 5G Hipotéticas para Topologias e Cenários de Usuário Variados. Relatório Final do Projeto CRR-816. Um relatório encomendado pelo Escritório Federal Suíço para o Meio Ambiente (FOEN). Fundação IT’IS, Zurique. 24 de junho de 2019.
Sumário executivo
Em janeiro de 2019, o Escritório Federal Suíço para o Meio Ambiente (FOEN) incumbiu a Fundação IT’IS de avaliar a exposição humana total em redes móveis 5G hipotéticas para diversas topologias e cenários de usuários, a fim de identificar fatores que minimizariam a exposição total da população. Neste estudo, a exposição total é definida como a exposição combinada das estações rádio-base da rede, do próprio dispositivo do usuário e dos dispositivos móveis de pessoas próximas.
A influência de vários fatores na exposição total em redes de comunicação móvel (conforme definido acima) foi modelada e analisada com a ajuda da técnica de simulação de Monte Carlo. A exposição total é descrita como a taxa de absorção específica de pico local (SAR) espacialmente média sobre quaisquer 10 g de massa de tecido (psaSAR10g) média ao longo de um período de 6 minutos. A unidade psaSAR10g foi escolhida porque define a restrição básica governante para exposição sem fio como os limites de SAR médios de corpo inteiro (wbaSAR) são intrinsecamente atendidos se os limites de exposição local forem satisfeitos. A duração média de 6 minutos constitui o tempo médio internacionalmente aceito para evitar riscos térmicos em frequências abaixo de 6 GHz, pois valores instantâneos têm pouca justificativa. No entanto, deve-se notar que alguns reguladores definem períodos de tempo médios mais curtos, por exemplo, a Comissão Federal de Comunicações dos EUA (FCC) de 100 s.
Em uma primeira etapa, analisamos a exposição específica do tecido em função da frequência. O estudo dosimétrico preliminar mostrou que a exposição do cérebro humano à banda de 3,6 GHz, que foi recentemente adicionada às frequências de comunicação móvel da Suíça, é reduzida por um fator de > 6 para a SAR média do tecido quando comparada à operação da rede móvel em < 1 GHz. Essa redução se deve à menor profundidade de penetração em frequências mais altas. Essa conclusão, no entanto, não se aplica a tecidos expostos próximos à superfície ou à pele (olhos, testículos, etc.) quando o pico de SAR nesse tecido é avaliado. O pico de SAR na substância cinzenta permanece aproximadamente na mesma ordem de magnitude (3 dB) em todas as frequências, mas a área de alta exposição é reduzida em 3,6 GHz.
Em uma segunda etapa, utilizamos dados medidos em sistemas 4G e analisamos os padrões mais recentes de redes móveis para extrapolar as exposições para diversos cenários de redes 5G. Esses dados medidos também foram usados para extrapolar a exposição ao desenvolvimento futuro do uso de dados em redes 5G.
Especificamente, analisamos o efeito na exposição total de (i) a topologia da rede variando o tamanho da célula e a quantidade de cobertura interna na rede, bem como o uso de (ii) o próprio dispositivo de um indivíduo e (iii) dispositivos de espectadores próximos.
Os resultados – baseados em simulações de mais de 200 cenários de exposição diferentes – revelam que, para todos os tipos de usuários, exceto para não usuários (incluindo usuários passivos de celulares e usuários que utilizam predominantemente tráfego de dados de downlink, por exemplo, streaming de vídeo), a exposição total é dominada pelo próprio dispositivo móvel. Em comparação com não usuários, a exposição é aumentada (i) para usuários leves (com dados de uplink de 100 MByte por dia) em 6 a 10 dB (ou um fator de 4 a 10), (ii) para usuários moderados (com dados de uplink de 1 GByte por dia) em 13 a 25 dB (ou um fator de 20 a >300) e (iii) para usuários pesados em 15 a 40 dB (ou um fator de 30 a >10000). Além disso, os resultados mostram que a exposição máxima de não usuários não é definida pela exposição às estações base, mas pela exposição aos dispositivos móveis de pessoas próximas em áreas urbanas, resultando em uma exposição 6 dB (ou um fator de 4) maior do que a de uma antena de estação base próxima.
Embora uma redução do tamanho da célula móvel leve a uma redução na exposição total por um fator de 2 a 10 para pessoas que usam ativamente seus dispositivos móveis, isso também pode levar a um pequeno aumento por um fator de 1,6 na exposição total de não usuários devido aos níveis de sinal incidente geralmente aumentados das estações base ao redor.
Da mesma forma, a exposição de usuários ativos pode ser reduzida por um fator de 4 a 600 aumentando a cobertura da rede interna. No entanto, em linha com os resultados para os tamanhos de células móveis, o aumento da cobertura interna também levará a um aumento da exposição de não usuários por um fator de 2 a 10. Esse aumento, no entanto, começa em um nível 1.000 vezes menor do que a exposição total típica de usuários ativos.
Os resultados deste estudo mostram que o dispositivo móvel pessoal é a principal fonte de exposição para usuários ativos de redes móveis. Além do comportamento de uso individual de cada pessoa, a exposição total também está intimamente ligada à infraestrutura da rede. De modo geral, uma rede com menor perda de percurso, ou seja, células menores e cobertura interna adicional, ajuda a reduzir a exposição total. A exposição por bit transmitido é reduzida por um fator <3 devido ao aumento da eficiência espectral da tecnologia 5G e à menor profundidade de penetração associada às novas bandas de 3,5 a 3,8 GHz.
Os resultados apresentados acima são limitados devido aos dados de rede utilizados e à definição de exposição total apresentada neste relatório. Além disso, considera apenas exposições médias temporais (6 minutos) e não instantâneas. Este estudo não considera (i) o efeito dos futuros sistemas MIMO massivos em redes 5G, (ii) links alternativos de transmissão de dados, como, por exemplo, o uso de Redes Locais Sem Fio (WLAN), e (iii) frequências de ondas milimétricas em redes móveis 5G.
Conclusões
Os resultados deste estudo mostram que a absorção de energia pelo cérebro humano, resultante da exposição à faixa de 3,6 GHz, recentemente adicionada às frequências de comunicação móvel da Suíça, é reduzida por um fator >6 para a SAR média tecidual, em comparação com redes móveis operando a <1 GHz, e por um fator >2 quando comparada às faixas de frequência de 1,8 a 2 GHz. Para regiões profundas do cérebro, a redução é muito maior.
A exposição reduzida nessas regiões se deve a profundidades de penetração menores em frequências mais altas. Próximo à superfície (olhos, testículos, etc.), a exposição pode ser maior. Na superfície mais exposta da substância cinzenta, os valores permanecem em aproximadamente 3 dB em todas as frequências, enquanto a área de alta exposição é reduzida.
Mais de 200 cenários de exposição simulados de Monte Carlo foram analisados para avaliar a exposição humana total em redes 5G para diferentes topologias e cenários de usuários. Os resultados mostram que, para todos os usuários (exceto não usuários), a exposição total é dominada pelo próprio dispositivo móvel. Comparado a um não usuário, a exposição é aumentada para um usuário leve (com dados de uplink de 100 MByte por dia) em 6 a 10 dB (ou por um fator de 4 a 10), para um usuário moderado (com dados de uplink de 1 GByte por dia) em 13 a 25 dB (ou por um fator de 20 a >300) e para um usuário pesado em 25 a 40 dB (ou um fator de 300 a >10000). A exposição máxima de não usuários não é definida pela exposição às estações base vizinhas, mas pelos dispositivos móveis de pessoas próximas em áreas urbanas, resultando em uma exposição 6 dB (ou um fator de 4) maior do que a de uma antena de estação base próxima.
A redução do diâmetro da célula móvel leva a uma diminuição da exposição geral por um fator de 2 a 10 para pessoas que usam ativamente seus dispositivos móveis. Ao mesmo tempo, a redução no tamanho da célula pode levar a um pequeno aumento por um fator <2 na exposição para não usuários. A exposição de usuários ativos pode ser reduzida por fatores que variam de 4 a 600 aumentando a cobertura da rede interna que, por sua vez, estará ligada ao aumento da exposição de não usuários por um fator de 2 a 10. No entanto, tal aumento é por um fator 1000 menor do que a exposição típica de usuários ativos. Os resultados deste estudo são limitados devido aos dados de rede que foram usados e à definição de exposição total conforme declarado anteriormente neste relatório. Este estudo não considera (i) o efeito dos próximos sistemas MIMO massivo e MIMO multiusuário em redes 5G, (ii) links alternativos de transmissão de dados – por exemplo, o uso de Rede Local Sem Fio (WLAN) e (iii) frequências de ondas milimétricas em redes móveis 5G.
Em resumo, os resultados deste estudo mostram que o próprio dispositivo móvel do usuário é a principal fonte de exposição para a população de usuários ativos de redes móveis. Além dos padrões de uso pessoal, a exposição total também está intimamente ligada à infraestrutura da rede. De modo geral, uma rede que reduza a perda de caminho por meio de células menores e cobertura interna adicional ajudará a reduzir a exposição total da população.
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El-Hajj AM, Naous T. Análise de radiação em uma estratégia de implantação gradual de rede 5G. 3º Fórum Mundial 5G (5GWF) do IEEE 2020, Bangalore, Índia. IEEE, 2020: 448-453, ISBN 9781728173009. (Simulação em Austin, TX)
Resumo
Em um mundo onde já existem muitas fontes de radiação eletromagnética 2G, 3G e 4G sobrepostas, as preocupações com o potencial aumento desses níveis de radiação após a implantação das redes 5G estão crescendo. Espera-se que a implantação do 5G aumente drasticamente os níveis de densidade de potência, dadas as limitações das comunicações mmWave, que impõem um número notavelmente maior de estações base para cobrir uma determinada área de interesse. Neste artigo, propomos uma estratégia de implantação gradual de uma rede 5G para uma pequena área no centro de Austin, Texas, utilizando os locais 4G LTE já existentes na área. A densidade de potência irradiada da rede 5G proposta é então analisada de acordo com vários limites de exposição a campos eletromagnéticos (EMF) e comparada com os níveis de radiação da mesma área onde apenas a rede LTE está presente. Os resultados da simulação para a área selecionada demonstram o aumento significativo nos níveis de radiação resultante da adição de torres de celular 5G.
https://ieeexplore.ieee.org/document/9221314
Para a faixa de frequência de 2 a 300 GHz, a norma IEEE C95.1-2019 especifica um valor limite de densidade de potência de 10 W/m² em ambientes restritos e 50 W/m² em ambientes irrestritos. Isso corresponde a um tempo médio de 30 minutos. As diretrizes de 2020 da Comissão Internacional para Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP) para limitar a exposição a campos eletromagnéticos especificam o limite de exposição do público em geral em 10 W/m² para frequências entre 2 e 300 GHz, com tempo médio de 30 minutos. Limites semelhantes são especificados pela Comissão Federal de Comunicações (FCC) em, onde foi definida uma restrição de 10 W/m² para o público em geral. Em contrapartida, o Instituto de Biologia e Sustentabilidade da Construção (IBN) da Alemanha especificou o limite de exposição como inferior a 0,1 W/m² em sua Norma Técnica de Medição de Biologia da Construção (SBM-2015) de 2015, um valor um milhão de vezes menor do que o especificado pelas diretrizes mencionadas. Isso sugere que efeitos negativos à saúde podem ocorrer em níveis muito inferiores a 10 W/m². Por fim, o Ministério da Saúde da China estabeleceu o limite de exposição à densidade de potência em 0,1 W/m².
Este artigo apresentou uma análise dos níveis de radiação em uma rede 5G implantada em um ambiente urbano externo. Sob as restrições dos limites de exposição, diversos desafios são enfrentados no projeto e planejamento dessas redes 5G com alta sensibilidade à radiação. O alcance das células precisa ser reduzido para atender à potência irradiada máxima permitida, exigindo a densificação de pequenas células em áreas menores e tornando mais custosa a implantação dessas redes 5G com alta sensibilidade à radiação. Embora neste trabalho tenhamos considerado a EIRP máxima permitida antes da implantação da rede, os resultados mostraram níveis de densidade de potência que não atendem a todos os limites de exposição estabelecidos por diversas fontes. Nesse sentido, as redes 5G com alta sensibilidade à radiação podem ter um impacto positivo em vários níveis. Em nível governamental, os limites de exposição para a densidade de potência precisam ser revisados usando os dados e abordagens atuais para preencher a lacuna entre os limites especificados pelos diferentes institutos e comissões. Em nível tecnológico e científico, a restrição de exposição à radiação pode abrir caminho para soluções 5G inovadoras, visando limitar os riscos à saúde e as barreiras econômicas associadas a esse problema. Este trabalho pode ser ampliado por meio do desenvolvimento de uma estrutura analítica para classificar e classificar eficientemente diferentes alternativas de alocação de células para minimizar as radiações potenciais, dada uma lista cuidadosamente escolhida de indicadores-chave de desempenho.
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Absorção de radiação 5G no tecido cerebral em função da frequência, potência e tempo
David H. Gultekin, Peter H. Siegel. Absorção de radiação 5G no tecido cerebral em função da frequência, potência e tempo. IEEE Access. Publicado online em 12 de junho de 2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3002183.
Resumo
O rápido lançamento das redes de comunicação sem fio 5G gerou preocupações renovadas quanto às interações da radiação de radiofrequência (RF) mais alta com espécies vivas. Examinamos a exposição e a absorção de RF em tecido cerebral bovino ex vivo e em um gel simulador de cérebro em três frequências: 1,9 GHz, 4 GHz e 39 GHz, que são relevantes para os espectros atuais (4G) e futuros (5G). Introduzimos um método térmico altamente sensível para a avaliação da exposição à radiação e derivamos experimentalmente relações precisas entre o aumento de temperatura (ΔT), a taxa de absorção específica (SAR) e a densidade de potência incidente (F), e tabulamos os coeficientes, ΔT/ΔF e Δ(SAR)/ΔF, em função da frequência, profundidade e tempo. Este novo método fornece ΔT e SAR aplicáveis à faixa de frequência abaixo e acima de 6 GHz, como mostrado em 1,9, 4 e 39 GHz, e demonstra a avaliação experimental mais sensível da exposição do tecido cerebral à radiação de ondas milimétricas até o momento, com um limite de detecção de 1 mW. Examinamos a penetração, absorção e difusão térmica do feixe em frequências representativas de 4G e 5G e mostramos que o aquecimento de RF aumenta rapidamente com a frequência devido à diminuição do comprimento de onda da fonte de RF e ao aumento da densidade de potência com a mesma potência incidente e tempo de exposição. Também mostramos os efeitos de temperatura de ondas contínuas, sequências de pulsos rápidos e pulsos únicos com duração de pulso variável, e empregamos modelagem eletromagnética para mapear as distribuições de campo no tecido. Finalmente, usando esta nova metodologia, medimos experimentalmente a difusividade térmica do tecido cerebral bovino ex vivo.
Resumo
Neste artigo, apresentamos pela primeira vez um sistema de teste simples e altamente preciso para medir o aumento de temperatura e a taxa de absorção específica em amostras de tecido e simuladores líquidos ou em gel em função da frequência, potência de exposição à RF e tempo – pulsado e CW. Usamos essa configuração para fazer e comparar medições cuidadosamente calibradas de tecido cerebral bovino e um simulador em gel, Triton X e água, tanto em 4G (1,9 GHz) quanto nas bandas de frequência 5G recém-alocadas (4 GHz – 39 GHz). Mostramos os efeitos da concentração do feixe, foco, absorção e difusão de calor em todas as três frequências e delineamos uma faixa linear sobre a qual podemos derivar coeficientes altamente precisos (ΔT/ΔF e Δ(SAR)/ΔF) que podem ser usados para prever o aumento de temperatura e a taxa de absorção específica em profundidades e tempos de exposição prescritos dentro do tecido ou gel em níveis de potência que descem até limites detectáveis (<1 mW). Este método pode ser usado para avaliar uma ampla gama de fontes de radiação de RF, tecidos e simuladores.
Observamos também que o impacto de uma potência de RF incidente relativamente modesta (1 W) e tempos de exposição curtos (6 minutos em onda contínua e 30 segundos em onda pulsada) a 39 GHz, utilizando uma fonte de guia de onda monomodo para a exposição, resulta em densidade de potência extremamente alta (16,5 kW/m²) e aumento de temperatura (> 60 °C para onda contínua, > 35 °C para pulso de 30 s) tanto no tecido cerebral bovino quanto no gel. Esse mesmo aumento de temperatura pode ser esperado na pele (que possui propriedades dielétricas muito semelhantes) quando tais grandes densidades de potência de superfície estão presentes muito próximas da fonte de RF ou da antena, talvez provenientes de estações base de ondas milimétricas, aparelhos celulares ou aparelhos ou quiosques com tecnologia sem fio. Embora os limites de segurança atuais de 28,76 e 143,8 W/m2 para densidade de potência em ambientes irrestritos (públicos) e restritos (ocupacionais), respectivamente, devam evitar tais exposições, os limites resultantes na geração de potência de RF de apenas 1,7 a 8,5 mW de uma fonte de RF direcional, como nosso guia de ondas a 39 GHz, nas proximidades, limitarão muito o potencial de aplicação de qualquer sistema de comunicação desse tipo.
Nos EUA, a FCC e a FDA estão supervisionando a implementação da tecnologia de ondas milimétricas na esfera pública, e mais estudos são necessários para orientar a ciência, a tecnologia e as políticas. Nosso método experimental pode fornecer valores de temperatura limite e SAR para exposições ocupacionais e públicas a ondas milimétricas com densidades de potência de superfície de 16,5 W/m² a 16,5 kW/m² e tempos de exposição de 1 segundo a 30 minutos.
Por fim, utilizamos nossos novos dados e este método de RF para derivar um coeficiente de difusividade térmica para o tecido cerebral bovino ex vivo que é consistente com nossas medições anteriores por ressonância magnética. Esta é a primeira vez que a difusividade térmica do tecido cerebral bovino ex vivo foi medida diretamente por este método de RF térmica [47, 50, 51, 70].
Artigo de acesso aberto: https://ieeexplore.ieee.org/document/9115853
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Uma investigação teórica e experimental sobre a medição do nível do campo eletromagnético irradiado por estações base 5G
Adda S, Aureli T, D’elia S, Franci D, Grillo E, Migliore MD, Pavoncello S, Schettino F, Suman R. Uma investigação teórica e experimental sobre a medição do nível do campo eletromagnético irradiado por estações base 5G. Acesso IEEE 2020. doi:10.1109/ACCESS.2020. 2998448.
Resumo
Este artigo apresenta algumas considerações teóricas e resultados experimentais sobre o problema da extrapolação de potência máxima para a avaliação da exposição a campos eletromagnéticos irradiados por estações base 5G. Em particular, os resultados de uma extensa campanha experimental usando um procedimento de extrapolação recentemente proposto para o sinal 5G são discutidos e verificados experimentalmente em um sinal SU-MIMO. Os resultados confirmam a eficácia da técnica de extrapolação. Partindo de uma análise (que representa uma nova contribuição deste artigo) sobre o impacto das técnicas de Acesso Múltiplo por Divisão Espacial usadas em 5G na medição do nível EMF, algumas indicações de possível extensão da técnica para o caso MU-MIMO altamente complexo também são fornecidas.
https://ieeexplore.ieee.org/document/9103530
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Impactos adversos dos downlinks 5G no corpo humano
Nasim I, Kim S. Impactos adversos dos downlinks 5G no corpo humano. SoutheastCon 2019. Huntsville, AL. 11 a 14 de abril de 2019. DOI: 10.1109/SoutheastCon42311. 2019.9020454
Resumo
A crescente demanda por taxas de dados mais altas e serviço confiável e ininterrupto tornou o espectro de frequências acima de 6 GHz um candidato muito promissor para futuras comunicações sem fio, devido à sua enorme largura de banda bruta e capacidades de transferência de dados extremamente altas. No entanto, as crescentes preocupações com a saúde humana em comunicações em altas frequências têm despertado alarme internacional, o que sugere mais pesquisas antes de sua implantação bem-sucedida. Nesse contexto, este artigo tem como objetivo investigar a exposição humana ao campo eletromagnético (EMF) em comunicações de downlink de quinta geração (5G) e comparar seus impactos com as tecnologias celulares atuais, considerando os recursos que os sistemas 5G provavelmente adotarão. Nossos resultados de simulação sugerem que, embora os impactos das comunicações de formação de feixe 5G cruzem as fronteiras regulatórias em downlinks por um alcance muito curto entre estações base (BSs) e equipamentos de usuário (UE), o nível de exposição permanece alto em toda a rede em comparação com os sistemas atuais. Além disso, este artigo recomenda mais pesquisas sobre o nível de exposição de comunicações futuras para determinar quaisquer possíveis ameaças abaixo das diretrizes existentes. Este artigo também destaca a importância de considerar a SAR para a medição da conformidade da exposição em downlinks.
Trecho
… este artigo insta as autoridades reguladoras a estabelecerem diretrizes de SAR para sistemas 5G com exposição de campo distante, também para frequências acima de 6 GHz. Além disso, a distância mínima AP-UE [ponto de acesso – equipamento do usuário] deve ser mantida em pelo menos 6 m [metros] para 5G, e deve ser deixado espaço adicional para uma operação conservadora em relação à segurança humana.
Conclusões
Este artigo destacou a importância da questão da exposição humana a campos eletromagnéticos (EMF) no downlink de um sistema de comunicações celulares. Este artigo mediu o nível de exposição em termos de PD e SAR e os comparou com aqueles calculados nas especificações 3.9G e 4G. Diferentemente da técnica anterior que estudava apenas uplinks, este artigo descobriu que os downlinks de um 5G também podem produzir um nível mais alto de emissões em termos de SAR em comparação com sistemas celulares concorrentes. Nossos resultados enfatizaram que esse aumento decorre de energia EMF mais concentrada por feixe de RF no downlink devido ao uso de matrizes de fase maiores dentro de pequenas células de uma rede 5G. No entanto, apenas os efeitos de pele estão sendo considerados para simplificar. Este artigo também sugeriu a distância mínima AP-UE para a segurança humana em comunicações celulares em altas frequências, como 28 GHz. Para tanto, este artigo recomenda a investigação de quaisquer possíveis ameaças ao nível de exposição mostrado neste trabalho para futuros sistemas 5G antes que ele seja finalmente globalizado.
https://ieeexplore.ieee.org/document/9020454
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Um levantamento sobre o mecanismo de avaliação e avaliação de risco eletromagnético para futuros sistemas de comunicação sem fio
Jamshed MA, Heliot F, Brown T. Uma pesquisa sobre avaliação de risco eletromagnético e mecanismo de avaliação para futuros sistemas de comunicação sem fio. IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology. 20 de maio de 2019. DOI: 10.1109/JERM.2019.2917766
Resumo
Espera-se que a medição precisa da exposição eletromagnética e sua aplicação se tornem cada vez mais importantes em futuros sistemas de comunicação sem fio, dada a explosão no número de dispositivos sem fio e equipamentos que irradiam campos eletromagnéticos (EMF) e as crescentes preocupações do público em geral relacionadas a isso. De fato, a próxima geração de sistemas sem fio visa fornecer uma taxa de dados mais alta, melhor qualidade de serviço (QoS) e menor latência aos usuários, aumentando o número de pontos de acesso, ou seja, a densificação, o que por sua vez aumentará a exposição a EMF. Da mesma forma, a multiplicação de futuros dispositivos conectados, por exemplo, dispositivos de internet das coisas (IoT), também contribuirá para um aumento na exposição a EMF. Este artigo fornece um levantamento detalhado sobre os potenciais riscos à saúde associados à exposição a CEM e as diferentes métricas atualmente utilizadas para avaliar, limitar e mitigar os efeitos desse tipo de exposição no público em geral. Este artigo também analisa os possíveis impactos das novas tecnologias sem fio na exposição a CEM e propõe algumas novas direções de pesquisa para atualizar a estrutura de avaliação da exposição a CEM e abordar esses impactos em futuros sistemas de comunicação sem fio. Por exemplo, o impacto de ondas milimétricas ou de MIMO massivo/formação de feixes na exposição a CEM ainda não foi totalmente compreendido e incluído na estrutura de avaliação da exposição.
Conclusões
Este artigo apresenta uma pesquisa completa sobre avaliação, avaliação, limitação e mitigação do risco de exposição para dispositivos e equipamentos sem fio atuais e futuros. Do ponto de vista da saúde humana, parece que a possibilidade de tumor cerebral ainda é a principal causa de preocupações relacionadas ao uso extensivo de dispositivos sem fio, embora os efeitos da exposição a CEM estejam sendo investigados em novas partes do corpo (por exemplo, olhos). Enquanto isso, com o advento do 5G, mais esforços estão sendo feitos para compreender os efeitos térmicos e não térmicos da exposição a ondas milimétricas no corpo humano. No que diz respeito à avaliação da exposição a CEM, apresentamos as estruturas e métricas de avaliação mais comuns utilizadas em comunicações sem fio para medir a exposição. Também explicamos como novas métricas mais genéricas foram definidas pela combinação de métricas existentes para refletir melhor a exposição de grandes áreas geográficas e argumentamos que uma métrica genérica para medir a exposição individual também seria interessante. Também revisamos as diretrizes de exposição existentes e explicamos como elas podem ser atualizadas para refletir melhor a verdadeira natureza da exposição a CEM, ou seja, levando em consideração a duração da exposição. Por fim, apresentamos algumas visões sobre como as principais tecnologias facilitadoras do 5G, como densificação, MIMO massivo e mmWave, impactarão a exposição a campos eletromagnéticos (EMF) em um futuro próximo; por exemplo, a implantação intensiva de small cells e dispositivos IoT provavelmente aumentará a exposição ambiental geral. Acreditamos também que pode haver algumas oportunidades técnicas no 5G para aumentar a conscientização dos usuários de sistemas sem fio sobre a exposição e permitir que eles decidam se desejam reduzi-la, ao custo de, por exemplo, uma QoS mais baixa.
https://ieeexplore.ieee.org/document/8718293
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Avaliação da área média de densidade de potência máxima permitida para exposição EMF acima de 6 GHz
Neufeld E, Carrasco E, Murbach M, Balzano Q, Christ A, Kuster N. Avaliação teórica e numérica da área média de densidade de potência máxima permitida para avaliação conservadora da exposição eletromagnética acima de 6 GHz. Bioeletromagnética. Dez. 2018;39(8):617-630. doi: 10.1002/bem.22147.
Resumo
O objetivo deste artigo é determinar uma área média máxima para densidade de potência (DP) que limite o aumento máximo de temperatura a um determinado limiar para frequências acima de 6 GHz. Essa área máxima deve ser conservadora para qualquer transmissor a qualquer distância > 2 mm das antenas transmissoras primárias ou fontes secundárias geradoras de campo. Para derivar uma área média máxima genericamente válida, foi derivada uma aproximação analítica para o aumento de temperatura de pico causado pela exposição localizada. Os resultados para um valor limiar de aumento de temperatura de 1 K foram validados em relação a simulações de uma série de fontes compostas por elementos elétricos e magnéticos (dipolos, ranhuras, patches e matrizes) que representavam o espectro de transmissores relevantes. A validação foi bem-sucedida para frequências nas quais a deposição de potência ocorreu superficialmente (ou seja, > 10 GHz). Em conclusão, a área média para um limite de DP de 10 W/m² que limita conservadoramente o aumento de temperatura na pele a menos de 1 K a qualquer distância > 2 mm dos transmissores é dependente da frequência, aumenta com a distância e varia de 3 cm² a < 10 GHz a 1,9 cm² a 100 GHz. No campo distante, a área depende adicionalmente da distância e da abertura do conjunto de antenas. A correlação foi considerada pior em frequências mais baixas (< 10 GHz) e muito próximas da fonte, cuja avaliação sistemática faz parte de outro estudo para investigar o efeito de diferentes mecanismos de acoplamento no campo próximo reativo na razão entre aumento de temperatura e densidade de potência incidente. O modelo apresentado pode ser aplicado diretamente a quaisquer outros limites de DP e temperatura.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30383885
Continua…
Fonte: https://www.saferemr.com/2017/09/5g-wireless-technology-is-5g-harmful-to.html
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