Evaluación de la influencia del cuerpo humano en las medidas de exposición a radiaciones no lonizantes en recintos interiores

Resum

Hoy en día existe una exposición muy notable a radiaciones no ionizantes, tanto en entornos interiores como en exteriores debido al espectacular auge de los sistemas de comunicaciones inalámbricos. En particular, en entornos interiores, ha aumentado el uso de las tecnologías inalámbricas de corto alcance, siendo la banda de frecuencia de 2.4 GHz la más empleada por los dispositivos de comunicaciones personales. Los dosímetros personales llevables miden los niveles de intensidad de los campos electromagnéticos (CEM) en localizaciones próximas a la superficie del cuerpo humano y son utilizados para cuantificar los niveles de radiación a los que está expuesto el usuario en un instante concreto. Se ha comprobado que la presencia del cuerpo humano es causa de una subestimación de los resultados obtenidos en comparación con los valores que se obtendrían en ausencia de dicha influencia. Los dosímetros se utilizan normalmente para la evaluación de la exposición a las radiaciones no ionizantes en la investigación epidemiológica. Sin embargo, los datos registrados por este tipo de dispositivos no se pueden considerar lo suficientemente fiables [Lauer2012]. Son muchos los casos en los que se han detectado fallos en los valores de exposición a los campos electromagnéticos medidos por los dosímetros. Existen numerosos estudios que tratan sobre los inconvenientes de las medidas realizadas por los dosímetros, entre los que se incluyen la subestimación debida a la presencia del cuerpo humano [Knafl2008]. Algunos de estos estudios cuantifican numéricamente dicha atenuación para cada una de las frecuencias más comunes de los sistemas de comunicaciones, pero siempre para casos estáticos en los que el usuario se sitúa en una posición fija respecto de la fuente de radiación [Bolte2011]. Otros trabajos se han enfocado en la simulación de la influencia del cuerpo humano en las medidas registradas por el dosímetro basándose en el trazado de rayos [Ghaddar2007]. En otros casos se ha tratado de simplificar el problema considerando el cuerpo humano como una forma geométrica uniforme [Ghaddar2004, Ghaddar2007]. Mientras otros trabajos tienen por objetivo cuantificar la atenuación ocasionada por el cuerpo humano en entornos exteriores [Bolte2011], y en entornos interiores [Neubauger2010], ningún estudio previo se ha centrado en el modelado del bloqueo de los rayos debido a la presencia del cuerpo humano, en condiciones de movimiento y en recintos interiores. El objetivo de la Tesis Doctoral es el modelado y validación experimental de la perturbación de las medidas registradas por dosímetros personales debido al efecto del cuerpo del usuario que lleva el dosímetro, en recintos interiores, y en condiciones de movimiento. Se ha implementado un modelo teórico, basado en la técnica de trazado de rayos, que permite caracterizar y modelar este fenómeno en entornos interiores y en condiciones de movimiento [Athanasiadou2000; Rodríguez2011]. Los resultados teóricos han sido verificados experimentalmente: se han comparado los valores obtenidos y las funciones de distribución acumulada (FDA) de los resultados experimentales y teóricos, con el fin de aportar fiabilidad al modelo propuesto. A partir del análisis de los resultados obtenidos se verifica que la subestimación ocasionada por el efecto del cuerpo humano depende de las dimensiones del recinto. Con el fin de compensar los efectos de este fenómeno, y eliminar la incertidumbre en los datos de exposición a los CEM proporcionados por los dosímetros personales, se ha discutido sobre el uso de los factores de corrección como posible alternativa. Referencias: [Athanasiadou2000] Athanasiadou GE, Nix AR. 2000. A novel 3-D indoor ray-tracing propagation model: The path generator and evaluation of narrow-band and wide-band predictions. IEEE Trans Veh Technol 49(4):1152¿1168. [Bolte2011] Bolte JFB, van der Zande G, Kamer J. 2011. Calibration and uncertainties in personal exposure measurements of radiofrequency electromagnetic ¿elds. Bioelectromagnetics 32(8):652¿663. [Ghaddar 2004] Ghaddar M, Talbi L, Denidni TA. 2004. Human body modelling for prediction of effect of people on indoor propagation channel. IEEE Electron Lett 40(25):1592¿1594. [Ghaddar2007] Ghaddar M, Talbi L, Denidni TA, Sebak A. 2007. A conducting cylinder for modeling human body presence in indoor propagation channel. IEEE Trans Antennas Propag 55(11):3099¿3103. [Knafl2008] Knafl U, Lehmann H, Riederer M. 2008. Electromagnetic field measurements using personal exposimeters. Bioelectromagnetics 29(2):160¿162. [Lauer2012] Lauer O, Neubauer G, Röösli M, Riederer M, Frei P, Mohler E, Fröhlich J. 2012. Measurement setup and protocol for characterizing and testing radio frequency personal exposure meters. Bioelectromagnetics 33(1):75-85. [Neubauer2010] Neubauer G, Cecil S, GicziW, Petric B, Preiner P, Fröhlich J, Röösli M. 2010. The association between exposure determined by radiofrequency personal exposimeters and human exposure: A simulation study. Bioelectromagnetics 31(7):535¿545 [Rodríguez2011] Rodríguez B, Blas J, Lorenzo RM, Fernández P, Abril EJ. 2011. Statistical perturbations in personal exposure meters caused by the human body in dynamic outdoor environments. Bioelectromagnetics 32(3):209¿217.