Atividade de Física

1 1No cenário a seguir um cidadão comum está embaixo de uma linha de uma fase de uma linha de transmissão de 69 kV em 60 Hz Na ilustração são mostrados os campos elétricos aferidos com um analisador de espectro da componente fundamental e da 6ª harmônica Justifique se os valores aferidos estão em conformidade com a norma vigente DISCIPLINA PRÍNCIPIOS DE COMUNICAÇÃO PROFESSOR Jobson de Araújo Nascimento ATIVIDADE LISTAAB2PESO 5 20242 04052025 ALUNO Universidade Federal de AlagoasUFAL Instituto de ComputaçãoIC 2 2No projeto de infraestrutura de telecomunicações para edificações hospitalares questões referentes a compatibilidade eletromagnética devem ser observadas Os equipamentos eletromédicos devem ser afastados de fontes de Radiofrequência RF para evitar eventuais avarias em medições de parâmetros vitais como a oximetria de pulso As normas IEC61000 43 IEC60601 e IEC 6060112 2014 definem parâmetros de referência para instalações de equipamentos eletromédicos calculados com base na tabela a seguir Frequência MHz Equação base de cálculo 80800 𝑑 23𝑃 𝐸1 8002500 𝑑 12𝑃 𝐸1 Acima de 2500 𝑑 6𝑃 𝐸1 d distância do transmissor ao equipamento eletromédico P potência máxima do transmissor declarada na saída dos seus terminais em W E1 Nível de conformidade do equipamento em Vm Suponha que na sala de triagem da emergência de um hospital seja instalado um oxímetro de pulso digital cuja imunidade declarada em seu manual seja de 3 Vm As fontes de RF com as características técnicas que estarão na sala estão listados na tabela a seguir Fonte de RF Frequência MHz Potência máxima declaradamW Roteador WiFi 5G 5000 256 Smartphone 5 G 4200 144 Os equipamentos estão em visada direta em relação ao oxímetro como pode ser observado na Figura a seguir 3 Verifique se a distância está adequada dos equipamentos de RF para o oxímetro de pulsoequipamento eletromédico Justifique a sua resposta 3A SARs é dada como valor limite pela tabela a seguir Categoria de Exposição SAR média de corpo inteiroWkg SAR localizada membrosWkg10g SAR localizadacabeça e troncoWkg1g Ambiente Controlado Populacional 04 20 10 Ambiente não ControladoPúblico em geral 008 4 2 Um indivíduo que trabalha numa rede de fast food em geral fica sempre em visada direta com um microondas utilizado para esquentar alguns alimentos Uma medição feita com um analisador de espectro detectou há 03 m da porta do aparelho eletrodoméstico um campo elétrico intenso da ordem de 485 Vm Verifique se há riscos para esse indivíduo 4 Justifique a sua resposta Dados Onde Condutividade da pele 𝜎 146 𝑠 𝑚 Densidade Volumétrica da pele 𝜌 1000 𝑘𝑔𝑚3 Caso haja alguma não conformidade sugira algumas soluções A sexta harmônica ocorre em f 6660Hz360 Hz Essa frequência situase na faixa de 50 Hz a 400 Hz cuja referência de campo elétrico para o público é dada por Elim6250 f 6 kV m250 360 kV m 0694kV m segundo a tabela de níveis de referência do ICNIRP A medição de E6050kV m encontrase abaixo desse limite portanto está em conformidade para a harmônica Para avaliar a exposição múltipla aplicase o critério de soma ponderada i Ei Elim i 2 1 conforme descrito no regulamento da União Europeia que adota as Diretrizes ICNIRP Substituindo os valores obtémse 55 5 2 050 0694 2 121052173 o que ultrapassa o valor unitário exigido indicando não conformidade global Embora a sexta harmônica obedeça ao limite a componente fundamental e a soma ponderada das duas componentes não atendem aos requisitos normativos para exposição do público em geral As potências fornecidas em mW devem ser convertidas para W dividindose por 1000 pois 1 W 1000 mW Para o roteador Pro teador256mW 1000 00256W Para o smartphone Pf one144 mW 1000 00144 W Cálculo das distâncias mínimas segundo IEC As normas definem três faixas de frequência e acima de 2 500 MHz aplicamos d6 P E1 onde d está em metros P em watts e E1 em Vm Distância mínima para o roteador 5 GHz dminrouter600256 3 60160 3 096 3 032m Distância mínima para o smartphone 5 G dminphone6 00144 3 60120 3 072 3 024m O roteador está a 15 m do oxímetro valor superior a 032 m portanto atende ao requisito normativo O smartphone está a 10 m do oxímetro valor superior a 024 m portanto também atende ao requisito normativo As distâncias práticas de 15 m roteador e 10 m smartphone excedem as distâncias mínimas calculadas de 032 m e 024 m respectivamente garantindo que o oxímetro permaneça imune aos campos de RF dessas fontes conforme as normas IEC6100043 e IEC 6060112 3A SARs é dada como valor limite pela tabela a seguir Categoria de Exposição SAR média de corpo inteiroWkg SAR localizada membrosWkg10g SAR localizadacabeça e troncoWkg1g Ambiente Controlado Populacional 04 20 10 Ambiente não ControladoPúblico em geral 008 4 2 Um indivíduo que trabalha numa rede de fast food em geral fica sempre em visada direta com um microondas utilizado para esquentar alguns alimentos Uma medição feita com um analisador de espectro detectou há 03 m da porta do aparelho eletrodoméstico um campo elétrico intenso da ordem de 485 Vm Verifique se há riscos para esse indivíduo Justifique a sua resposta A absorção específica de radiação SAR em tecido humano pode ser expressa por SARσE 2 2 ρ onde σ é a condutividade elétrica do tecido E a intensidade do campo elétrico e ρ a densidade volumétrica do tecido SARσ E 2 2 ρ 146 4850 2 21000 172 W kg Segundo normas internacionais por exemplo ICNIRP 1998 e IEEE C9512019 para exposição ocupacional a limites de SAR aplicamse valores diferentes para corpo inteiro e para exposições localizadas SAR média de corpo inteiro em ambiente controlado ocupacional 040 Wkg SAR localizada em cabeça e tronco 10 Wkg Como o indivíduo trabalha em rede de fast food e está em contato profissional aplicase o nível ocupacional O valor obtido de 172 Wkg excede o limite de 040 Wkg para corpo inteiro indicando risco de exposição global acima do recomendado Entretanto permanece abaixo do limite de 10 Wkg para exposição localizada em cabeça e tronco Para reduzir a SAR e garantir conformidade podem ser adotadas medidas como Aumentar a distância mínima do profissional em relação ao forno além de 03 m já que a intensidade do campo decai com o quadrado da distância Verificar a vedação da porta do microondas e providenciar manutenção se houver vazamento de microondas Instalar barreiras de blindagem metálica ou malha condutora entre o forno e a área de trabalho reduzindo o campo incidente Treinar profissionais para utilizar equipamento de medição e manter inspeções periódicas segundo normas IEC 6060112 A sexta harmônica ocorre em 𝑓6 6 60 Hz 360 Hz Essa frequência situase na faixa de 50 Hz a 400 Hz cuja referência de campo elétrico para o público é dada por 𝐸lim6 250 𝑓6 kVm 250 360 kVm 0694 kVm segundo a tabela de níveis de referência do ICNIRP A medição de 𝐸6 050 kVm encontrase abaixo desse limite portanto está em conformidade para a harmônica Para avaliar a exposição múltipla aplicase o critério de soma ponderada 𝐸𝑖 𝐸lim𝑖 2 𝑖 1 conforme descrito no regulamento da União Europeia que adota as Diretrizes ICNIRP Substituindo os valores obtémse 55 5 2 050 0694 2 121 052 173 o que ultrapassa o valor unitário exigido indicando não conformidade global Embora a sexta harmônica obedeça ao limite a componente fundamental e a soma ponderada das duas componentes não atendem aos requisitos normativos para exposição do público em geral As potências fornecidas em mW devem ser convertidas para W dividindose por 1000 pois 1 W 1000 mW Para o roteador 𝑃roteador 256 mW 1000 00256 W Para o smartphone 𝑃fone 144 mW 1000 00144 W Cálculo das distâncias mínimas segundo IEC As normas definem três faixas de frequência e acima de 2 500 MHz aplicamos 𝑑 6 𝑃 𝐸1 onde d está em metros P em watts e 𝐸1 em Vm Distância mínima para o roteador 5 GHz 𝑑minrouter 6 00256 3 6 0160 3 096 3 032 m Distância mínima para o smartphone 5 G 𝑑minphone 6 00144 3 6 0120 3 072 3 024 m O roteador está a 15 m do oxímetro valor superior a 032 m portanto atende ao requisito normativo O smartphone está a 10 m do oxímetro valor superior a 024 m portanto também atende ao requisito normativo As distâncias práticas de 15 m roteador e 10 m smartphone excedem as distâncias mínimas calculadas de 032 m e 024 m respectivamente garantindo que o oxímetro permaneça imune aos campos de RF dessas fontes conforme as normas IEC6100043 e IEC6060112 3A SARs é dada como valor limite pela tabela a seguir Categoria de Exposição SAR média de corpo inteiroWkg SAR localizada membrosWkg10g SAR localizadacabeça e troncoWkg1g Ambiente Controlado Populacional 04 20 10 Ambiente não ControladoPúblico em geral 008 4 2 Um indivíduo que trabalha numa rede de fast food em geral fica sempre em visada direta com um microondas utilizado para esquentar alguns alimentos Uma medição feita com um analisador de espectro detectou há 03 m da porta do aparelho eletrodoméstico um campo elétrico intenso da ordem de 485 Vm Verifique se há riscos para esse indivíduo Justifique a sua resposta A absorção específica de radiação SAR em tecido humano pode ser expressa por SAR 𝜎 𝐸2 2 𝜌 onde 𝜎 é a condutividade elétrica do tecido E a intensidade do campo elétrico e 𝜌 a densidade volumétrica do tecido SAR 𝜎 𝐸2 2 𝜌 146 48502 2 1000 172 Wkg Segundo normas internacionais por exemplo ICNIRP 1998 e IEEE C9512019 para exposição ocupacional a limites de SAR aplicamse valores diferentes para corpo inteiro e para exposições localizadas SAR média de corpo inteiro em ambiente controlado ocupacional 040 Wkg SAR localizada em cabeça e tronco 10 Wkg Como o indivíduo trabalha em rede de fast food e está em contato profissional aplicase o nível ocupacional O valor obtido de 172 Wkg excede o limite de 040 Wkg para corpo inteiro indicando risco de exposição global acima do recomendado Entretanto permanece abaixo do limite de 10 Wkg para exposição localizada em cabeça e tronco Para reduzir a SAR e garantir conformidade podem ser adotadas medidas como Aumentar a distância mínima do profissional em relação ao forno além de 03 m já que a intensidade do campo decai com o quadrado da distância Verificar a vedação da porta do microondas e providenciar manutenção se houver vazamento de microondas Instalar barreiras de blindagem metálica ou malha condutora entre o forno e a área de trabalho reduzindo o campo incidente Treinar profissionais para utilizar equipamento de medição e manter inspeções periódicas segundo normas IEC 6060112