Análisis de las condiciones de exposición humana con dosímetros usados sobre el cuerpo en la banda de 2,4 GHz

Cuatro recintos interiores de diferentes tamaños fueron seleccionados para realizar las mediciones experimentales, cuyos volúmenes fueron 63 m3 (dimensiones 12 × 1.26/3 × 2,45 m), 162 m3 (27.15 x 1,93 × 3,1 m), 57 m3 (9 × 2,56 × 2,47 m) y 63 m3 (10 × 2,56 × 2,47 m). El ancho de la primera caja no era constante. En los recintos primeros y segundo, la longitud de la trayectoria predefinida era m 12. En los recintos terceros y cuarto, la longitud de la trayectoria predefinida era de la máxima dimensión, es decir, 9 y 10 m, respectivamente. Un factor que afecta a la EEB es el tipo de los materiales hasta los recintos interiores, como la exposición los niveles aumentan en el caso de ambientes con materiales conductores. Específicamente, los recintos que fueron compuestos de materiales no reflectantes. En esas condiciones, la EEB se convierte en relevante, como los rayos reflejados registrados por PEM en EEB son más débiles que en el caso de materiales conductores. Los resultados obtenidos en la etapa preliminar se resumen en la figura 4, que compara los datos registrados por el tres MDI (uno en la parte posterior, otro en la parte delantera y la tercera situado 1 m) mientras el usuario estaba caminando hacia y lejos de AP. E-campo niveles registrados por el PEM gastado en LoS con la fuente de radiación son muy similares a los registrados por el PEM situado 1 m distancia al usuario, tanto en LoS con la fuente de radiación, aunque es apreciable que el PEM en contacto con el cuerpo registra niveles más bajos de7 . Para ambos caminos, niveles recogidos por MDI desgastadas en el área de sombra son menores que los datos recogidos por MDI no gastadas y desgastadas en LoS. Niveles de campo eléctrico registrados por el PEM en cada posición fueron muy similares en ambos caminos, pero había algunas diferencias. Teniendo en cuenta la trayectoria de la AP, análisis de diferencias finitas dominio del tiempo (FDTD) demostraron que las ondas incidentes pueden doblar alrededor del usuario cuerpo y llegar al PEM desgastado en el lado opuesto, e incluso el PEM situado 1 m de distancia, donde la EEB es más débil. Este efecto es más significativo en ambientes interiores, como la región sombreada del cuerpo es pequeña. Esta fue la razón por la cual los datos registrados por MDI situado a 1 m del usuario en ambas vías eran similares a las condiciones expuestas. Con respecto a la PEM desgastadas, el efecto del acoplamiento con el cuerpo ocasiona una distorsión en el patrón de radiación de PEM (RD) que posteriormente afecta a los datos registrados. Sin embargo, como los datos registrados por MDI gastadas en LoS tienden a ser similares, pero más bajo que los datos registrados por MDI había situado 1 m de distancia, se puede concluir que en LoS condiciones, el cuerpo humano tiene una influencia despreciable en comparación con las distorsiones debido a la EEB. Como se ve en la figura 4, en todas las posiciones PEM el campo E niveles tienden a ser menores para el camino hacia la AP, donde la posición del usuario es frontal a la fuente de radiación. En la gama del gigahertz, la SAR en todo el cuerpo (SARWB) es ligeramente más alta bajo una onda de plano frontal incidente debido a la morfología humana: áreas de piel más grandes y superficies más ásperas (dedos de los pies, pies, mentón, cara) figuran en la parte frontal del cuerpo. El campo E puede incidir con eficacia en estas partes del cuerpo pequeño, que son lugares de SAR pico típico en la gama de GHz17. La transmisión del AP es discontinua, por lo que muchos de los niveles registrados por el MDI no alcanzan el umbral de sensibilidad más bajo, y el número de no-detecta se vuelve demasiado grande. El porcentaje de no detecta considerado como aceptable es inferior al 60%, donde la substitución podría ser aceptable, según lo explicado por Narh18. Aunque en los resultados mostrados en la figura 4, el número máximo de no detecta es 50%, cerca del nivel de aceptación del 60%, las pruebas con un AP son lo suficientemente confiable para confirmar que 1 m es una distancia óptima para evitar que la EEB. Por lo tanto, la posición de la PEM situado 1 m lejos del usuario es óptima para iniciar la sesión confiables niveles de exposición al campo E y es inafectada por la subestimación causada por la influencia del cuerpo. Teniendo en cuenta estas consideraciones, las mediciones se realizaron en los cuatro entornos seleccionados, polarizaciones horizontales y verticales y siguiendo la metodología descrita en la sección anterior: con dos PEM, uno usado por el usuario y en NLoS y la segunda habían situada a 1 m lejos del usuario y en LoS con la fuente de radiación. Figura 5 y figura 6 muestran los niveles de campo eléctrico en los recintos primeros y segundo, en una escala semi-logarítmica y en ambas polarizaciones a lo largo de la ruta hacia la fuente de radiación de una antena lenticular y un generador de señal. La subestimación de la EEB es directamente dependiente en el tamaño del medio ambiente: la subestimación es mayor en el segundo recinto, y a su vez, el efecto es mayor en recintos al aire libre, en lugar de interior,. Es notable que la subestimación de la EEB es más grande con vertical que con polarización horizontal, puesto que el tipo de la polarización de la fuente principal de radiación afecta el grado de influencia de la EEB. Para evitar el alto número de no detecta en el caso de sombra sin otro tratamiento de los datos registrados, se repitieron las mediciones en ambas polarizaciones con una potencia de transmisión de 25 dBm (316.12 mW) en el segundo recinto. La figura 6 presenta las mediciones graduadas para 20 dB en ambas polarizaciones y en una escala semi-logarítmica para percibir los niveles de campo eléctrico en el caso de la sombra. En el caso de polarización horizontal, las detecta no haber evitado, si bien en la polarización vertical, el porcentaje es todavía considerable. Se realizaron mediciones en ambas polarizaciones en todos los recintos bajo condiciones de prueba. La figura 5 muestra los resultados del primer recinto, sombreado datos que son similares en ambas polarizaciones. Sin embargo, los resultados de la segunda caja, el más grande, que se muestra en la figura 6, la diferencia de datos sombreados en ambas polarizaciones es más notable que en la figura 5. Para cuantificar la diferencia de datos sombreados en ambas polarizaciones en cada recinto, la tabla 2 presenta el factor de polarización (PF) que relaciona los cocientes entre las medias de datos no sombra y sombra en ambas polarizaciones, como se muestra en (1) : (1) De la tabla 2 se deduce que cuanto más grande el recinto es mayor las diferencias encontradas entre los datos no sombra y sombreado para polarización vertical. Los resultados de este estudio muestran una subestimación significativa más en vertical que en horizontal polarización, porque para frecuencias alrededor de 2.100 MHz, el SAR localizado en miembros y cabeza/tronco es mayor para la polarización vertical, de pie y cuando las olas inciden sobre el cuerpo de la delantera o trasera17. Además, el usuario no es pequeño en comparación con la longitud de onda, por lo que la polarización vertical es a un nivel peor en términos de absorción de la onda incidente24. Cuando el eje mayor del cuerpo humano es paralelo al vector campo eléctrico (que sucede cuando la polarización de la antena bicónico es vertical), la tasa de absorción específica (SAR) del cuerpo humano alcanza valores máximos de19. Teóricamente, las ondas polarizadas verticalmente en gran parte están protegidas por el cuerpo humano, en comparación con las ondas polarizadas horizontalmente. Esto es debido a que en la polarización vertical, el campo eléctrico oscila paralelo al eje largo del usuario8. Como la polarización de la antena es un factor clave en la EEB, la adecuada polarización es vertical, para detectar la máxima influencia de la presencia del usuario en las mediciones del PEM desgastado y en NLoS20. Los niveles de exposición obtenidos en los cuatro recintos bajo condiciones de prueba se muestran en la figura 7 en una escala semi-logarítmica. Se muestran los resultados de la simulación junto con las medidas en cada punto de la ruta predefinida, demostrando que ambos tipos de datos varían de la misma manera en relación con su distancia de la fuente de radiación. La tabla 3 resume los niveles de campo eléctrico medidos y simulados, respectivamente. Para cada recinto interior se proporcionan la media, desviación estándar y los valores máximos y mínimos. Cabe destacar la similitud entre los valores estadísticos de los datos experimentales y simulados. La similitud entre cada par de datos experimentales y simulados de la serie también ha sido comprobada en términos de la p-valor obtenido con la prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS). Los valores de p se muestran en la tabla 3. P-valores siempre fueron mayores que el nivel de significancia de 0.05, por lo que hay una coincidencia adecuada entre cada par de serie de datos experimentales y simulados. Además, también se ha confirmado mediante la prueba de KS que la función de distribución acumulativa (CDF) de cada serie, experimental o simulado, siempre sigue la distribución estadística lognormal en ambas polarizaciones. La figura 7 muestra los datos medidos y simulados en los recintos interiores se utiliza para probar y el cumplimiento de los umbrales establecidos en la legislación europea basada en el ICNIRP, que forma actualmente la base de muchas normas de exposición aplica en todo el mundo en contextos general, domésticos y laborales. En el caso de la población en general, el límite de exposición a las radiaciones no ionizantes en la frecuencia de 2,4 GHz es de 61 V/m. El valor de 61 v/m en el ICNIRP no es el límite más restrictivo en cuanto a la exposición humana. Otros estándares existen alrededor del mundo: en América del norte, el IEEE establece límites menos restrictivos: 66,7 V/m para entornos no controlados, el equivalente para el público en general en el ICNIRP. Además, la regulación más restrictiva existe en Europa del este, como en el caso de Rusia donde el límite más estricto para la población general es 3.14 V/m. En la figura 7, las mediciones en comparación con el umbral de la ICNIRP no son afectadas por las incertidumbres de la PEM, proporcionando fiabilidad en las conclusiones extraídas con respecto a cumplimiento de Reglamento. Figura 1 : Ubicación de la MDI durante el experimento. Figura 2 : Predefinidos trazados de pruebas de control hacia y lejos de la fuente de radiación y la posición de los tres dosímetros. Figura 3 : Ruta predefinida de la medición realizada en los cuatro recintos, hacia la fuente de radiación y las posiciones de los dosímetros. La longitud de la zona de pruebas dentro de los recintos primeros y segundo, 12 m, se muestra. Figura 4 : CDFs de los resultados de la tres MDI en posiciones diferentes. Se muestran resultados 1 m, usado por el usuario en LoS y usado por el usuario en NLoS para ambos caminos predefinidos-hacia y lejos de la fuente de radiación. Figura 5 : Datos experimentales obtienen en el primer recinto de 63 m3 . Los datos son verticales se indica por (a) y (b) polarización horizontal, con y sin influencia del cuerpo, con una potencia de transmisión de 100 mW. Los datos se muestran en función del número de muestras que se registran por el PEM mientras el usuario está caminando hacia la fuente. Los resultados se muestran en una escala semi-logarítmica. Figura 6 : Datos experimentales obtienen en 162 m 3 segundo recinto. Los datos son verticales se indica por (a) y (b) polarización horizontal, con y sin influencia del cuerpo, con una potencia de transmisión de 25 dBm (316.12 mW) y escalarlos disminuir a 20 dBm (100 mW). Los datos se muestran como una función del número de muestras que se registran por el PEM mientras el usuario está caminando hacia la fuente. Los resultados se muestran en una escala semi-logarítmica. Figura 7 : Medidos y simulados niveles del E-campo de polarización vertical. Los niveles se muestran para el (a) primero (63 m3), (b) segundo (162 m3), (c) tercero (57 m3) y (d) cuarta (63 m3) cajas. Los niveles se muestran como una función del porcentaje de los límites de exposición ICNIRP de 61 v/m para la población en general y para la banda de 2,4 GHz. Los datos se muestran como una función del número de muestras que se registran por el PEM mientras el usuario está caminando hacia la fuente. Material Conductividad Relativa (S/m) constante dieléctrica Techo – conglomerado 0.001 2.5 Piso – mármol 0.00022 7 Paredes laterales 0.005 3 Metal 100 3 Vidrio 1E-10 6 Madera 0.0006 2 Tabla 1: Parámetros electromagnéticos utilizados en la simulación. Recinto Volumen Polarización (m3) Factor de 1 63 1.0635 2 162 1.3325 3 57 1.0235 4 63 1.0590 Tabla 2: Factor de polarización para cada recinto, calculado como la relación entre las medias de datos no sombra y sombras. Se indican los tamaños de los recintos. Recinto Tamaño Media (V/m) STD (V/m) Max (V/m) Min (V/m) valor de p valor de p (m3) Exp SIM Exp SIM Exp SIM Exp SIM PolV PolH 1 63 0.27 0.29 0.17 0.22 1.45 1.36 0.05 0.05 0.7296 0.8924 2 162 0.22 0.24 0.2 0.23 1.47 1.41 0.05 0.05 0.4579 0.3802 3 57 0.25 0.26 0.15 0.17 1.18 0,9 0.05 0.05 0.3740 0.3452 4 63 0.23 0.25 0.20 0.21 1.24 1.18 0.05 0.05 0.4679 0.4263 Tabla 3: Valores estadísticos principales de los resultados experimentales y simulados en los cuatro recintos bajo condiciones de prueba para la polarización vertical y horizontal. Se indican los tamaños de los recintos.