Estudio de Radiacion No Ionizante

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CURSO DE RADIACIONES CURSO DE RADIACIONES NO IONIZANTESNO IONIZANTES

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MEDICIONES Y EVALUACIÓN DE LAS MEDICIONES Y EVALUACIÓN DE LAS RADIACIONES NO IONIZANTES DE CUARENTA RADIACIONES NO IONIZANTES DE CUARENTA ESTACIONES BASES DE SERVICIOS MÓVILES ESTACIONES BASES DE SERVICIOS MÓVILES

EN LA CIUDAD DE LIMAEN LA CIUDAD DE LIMA

1. INTRODUCCIÓN

� La telefonía móvil junto con la Internet son los servicios de telecomunicaciones con mayor crecimiento.

� Los teléfonos móviles, por su gran capacidad de comunicación mediante sus diferentes variantes (telefonía, troncalizado, móvil satelital, PCS, etc.), forman parte integrante de nuestras vidas

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� En el año 2005 las comunicaciones móviles estarán involucrando alrededor de 1600 millones de usuarios en todo el mundo. China con una penetración del orden del 10 % ya bordea los 150 millones de usuarios.

� De acuerdo al Organismo Supervisor de la Inversión Privada en Telecomunicaciones del Perú (OSIPTEL), en Marzo del 2005 la tasa de penetración para las comunicaciones móviles en el Perú estaba bordeando el 15,9 % con 4 365 053 usuarios, sobrepasando a la cantidad de usuarios de las redes de telefonía fija.

1. INTRODUCCIÓN

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Evaluar los niveles de exposición sobre el público en general producido por 40 estaciones bases de Telecomunicaciones Móviles en la ciudad de Lima.

OBJETIVO

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Tabla 4.11 Bandas asignadas a los servicios de Telecomunicaciones Móviles en el Perú

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4.1 4.1 ESTÁNDARES DE CALIDAD AMBIENTAL EN EL PERÚ

Los estándares de Calidad Ambiental para Radiaciones No Ionizantes establecen los niveles máximos de las intensidades de las radiaciones no ionizantes, cuya presencia en el ambiente en su calidad de cuerpo receptor es recomendable no exceder para evitar el riesgo a la salud humana y el ambiente. Estos estándares se consideran primarios por estar destinados a la protección de la salud humana y acogen las recomendaciones Comisión Internacional para la Protección contra las RadiacionesNo Ionizantes (ICNIRP) en el rango de 0-300 GHz.

4. ESTANDARES PERUANOS UTILIZADOS PARA LA EVALUACION

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LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DEL SUB-SECTOR COMUNICACIONES EN EL PERÚ

El 06.07.2003 se publicó el D.S. 038-2003-MTC que establece los “Límites Máximos Permisibles de Radiaciones No Ionizantes en Telecomunicaciones“. Estos Límites Máximos Permisibles (LMP) adoptan las recomendaciones ICNIRP para el rango de frecuencias entre 9kHz y 300 GHz entraron en vigencia desde el 06.01.2004 y han sido utilizados en el presente estudio para evaluar los niveles del campo electromagnético.

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Tabla 4.12 Niveles de Referencia para Exposición Poblacional de los Servicios de Comunicaciones Móviles

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El 28-02-2005 se publico la Norma Técnica sobre Restricciones Radioeléctricas en Áreas de Uso Público (R.M. Nº120-2005-MTC/03), la cual establece los Niveles de Referencia para Exposición de la Población en Áreas de Uso Público definiéndolas como aquellos lugares donde se considera que la población expuesta podría ser sensible a los campos electromagnéticos, pudiendo ser: colegios (de Educación Inicial,Primaria y Secundaria), Hospitales, Centros de Salud y Clínicas. En términos generales los niveles de referencia para áreas de uso público son la mitad de los límites ICNIRP poblacionales

4.3 NORMA TÉCNICA SOBRE RESTRICCIONES RADIOELÉCTRICAS EN ÁREAS DE USO PÚBLICO

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Tabla 4.13 Niveles de Referencia para Exposición Poblacional en Áreas de Uso Público de los Servicios de Comunicaciones Móviles

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Los cálculos se basan en la Recomendación UIT-T K.52: "Orientación sobre el cumplimiento de los límites de exposición de las personas a los CEM". (2000) de la Unión Internacional de Telecomunicaciones( UIT) y las “Guidelines for limiting exposureto time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300GHz)". (1998) de la Comisión Internacional para la Protección contra la Radiación No-Ionizante (ICNIRP). También se ha concordado con Resolución Ministerial Nº 612-2004-MTC/03, Norma técnica: Lineamientos para el desarrollo de los estudios teóricos de radiaciones no ionizantes. (2004), del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú (MTC)

CÁLCULOS PREDICTIVOS

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5.1 METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN SIMPLE DE LA EXPOSICIÓN A LOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

Las figuras muestran la manera de calcular la exposición a nivel del suelo y en una edificación adyacente

Fig. 4.18 Exposición al nivel del suelo

Fig. 4.19 Exposición sobre una edificación adyacente

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Se asume el centro de radiación de la antena a una altura h sobre el suelo y se evalúa la densidad de potencia en un punto a2m por encima del suelo (aproximadamente al nivel de la cabeza de un individuo), a una distancia x de la torre. En este ejemplo, el haz principal es paralelo al suelo y la ganancia de antena esaxialmente simétrica. Si h’ = h – 2m, entonces: , Luego:

EXPOSICIÓN A NIVEL DEL SUELO

Hay que notar que el factor 2.56 podría ser sustituido por 4 (esdecir, considerando un coeficiente de reflexión de 1) si se necesita un método más riguroso.

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Se asume el centro de radiación de la antena a una altura h sobre el suelo y se evalúa la densidad de potencia en un punto a 2m sobre una edificación. El edificio tiene una altura h2 y está situado a una distancia x de la torre. La exposición más grave se prevé en el borde del tejado más próximo a la antena. Se supone que el haz principal es paralelo al suelo y que la ganancia de antena es axialmente simétrica.

De nuevo, para simplificar lo anterior, se define h’=h – h2 – 2m. Recurriendo a la trigonometría:

EXPOSICIÓN EN UN EDIFICIO ADYACENTE

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En esta situación, pueden despreciarse las radiaciones en el suelo, ya que la onda reflejada probablemente sea atenuada por el edificio y el coeficiente de reflexión tiende a cero, por lo que la densidad de potencia resulta:

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Aquí se evalúa la exposición simultánea de las personas a diversas fuentes de RNI, que las somete generalmente a frecuencias diferentes. Todas las señales individualmente contribuyen a la exposición de las personas y el “Cociente de Exposición Total” es equivalente a la suma de cada señal y esta expresado por:

Donde N es el número total de señales. El Cociente de ExposiciónTotal no debe exceder la unidad para cumplir con las Límites Máximos Permisibles de exposición a las RNI

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En base a la teoría presentada se realizaron los cálculos predictivos de la densidad de potencia S y del cociente de exposición para el total de puntos de medición.

5.2. PREDICCIÓN DE NIVELES DE CAMPO ELECTROMAGNÉTICO

Tabla 4.14

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Tabla 4.20

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�Los equipos usados para las mediciones en el presente estudio, consistieron de:

�Antenas tipo dipolo ajustable (25- 520 MHz), logarítmica periódica (200- 1000 MHz) y bocina (1- 18 GHz).

�Un analizador de campos electromagnéticos (300 kHz- 40 GHz) con su respectiva sonda y computadora portátil para realizar mediciones de banda ancha, permitiendo obtener una idea general de la exposición a los campos electromagnéticos.

6. EQUIPO DE MEDICIÓN Y PROTOCOLOS UTILIZADOS6.1 INSTRUMENTACIÓN

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�Analizadores de Espectros (9 Khz.- 3 GHz), que junto con las antenas permitieron realizar mediciones detalladas de los niveles de campo de eléctrico.

�Computadoras Portátiles, GPS, Cámaras Fotográficas Digitales, Brújulas, Altímetros, Odómetros.

6.1 INSTRUMENTACIÓN

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Fig. 21 Analizador de Campos Electromagnéticos y su Sonda

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Siguiendo los procedimientos estipulados en la “Norma Técnica sobre Protocolos de Medición de Radiaciones No Ionizantes” (RM Nº613-2004-MTC/03) y de acuerdo a las “Directrices sobre la medición y la predicción numérica de los campos electromagnéticos para comprobar que las instalaciones de telecomunicaciones cumplen con los límites de exposición de las personas” (Recomendación UIT-T K.61), se realizaron dos tipos de mediciones:

Medición Tipo 1 (en banda ancha)Medición Tipo 2 (en banda estrecha)

6.2 PROTOCOLO UTILIZADO

El protocolo de medición utilizado es el aprobado por el MTC en la R.M. Nº613-2004-MTC/03 que básicamente es aplicable a estaciones radioeléctricas cuya emisión se encuentra en el rango de 9kHz- 300GHz.

MEDICIONES

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La Medición Tipo 2 está basada en la utilización de un Analizador de Espectros en conjunción con distintas antena de acuerdo con los rangos de frecuencia a evaluar.

MEDICIÓN TIPO 1

Basada en el Analizador de Campos Electromagnéticos controlado por una computadora portátil a través del puerto serial utilizando un cable de fibra óptica y un conversor O/E almacenándose las lecturas de las mediciones en los ejes X, Y y Z como porcentaje de los límites de exposición ocupacionales recomendados por ICNIRP.

MEDICIÓN TIPO 2

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EMR-300

Fibra Optica

Laptop

Torre de Telecomunicaciones

Antena Horn1 - 18 GHz

Analizador de Espectros HP-8594E, MS2661B Laptop

Cable Coaxial

Polarización: Eje Y

Analizador de Espectros HP-8594E, MS2661B Laptop

Cable Coaxial

Polarización: Eje Y

Analizador de Espectros HP-8594E Laptop

Cable Coaxial

Polarización: Eje X

Antena Log-Periodica200 - 1000 MHz

Antena Dipolo30 - 80 MHZ / 80 - 230 MHZ

Torre de Telecomunicaciones

Fig. 22 Medición Tipo 1 Fig. 23 Medición Tipo 2

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MEDICIONES DE LAS ESTACIONES BASES

CONSIDERACIONES GENERALES

Tomando en consideración los azimut del arreglo de antenas por cada sector de las estaciones base (los puntos de medición estánubicados a 2, 10, 20, 50 y 100 metros de la base de la antena ensentido horizontal y en dirección del haz principal del arreglo de antenas, siempre que los puntos de medición a estas distancias sean accesibles).

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Las mediciones realizadas con el analizador de campo electromagnético fueron tomadas a una altura de 2 metros sobre el piso (promediación temporal). Dependiendo del valor medido se procede a establecer sobre el punto de medición una línea vertical con tres puntos de medición localizados a 1.1 m, 1.5 m y 1.7 m. sobre la superficie de referencia (promediación espacial).

Para evitar perturbaciones y/o errores en la medición del campo eléctrico, el operador se ubica de tal manera que no esté entre la fuente radiante y la sonda (sensor) del equipo de medición.


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Una vez realizadas las mediciones de RNI con el analizador de campo electromagnético correspondiente a una estación radioeléctrica (se toma en consideración el acimut y las distancias de la base del sistema irradiante al punto de medición) se elige un punto de medición por sector para el analizador de espectros en función del valor más representativo obtenido con el Analizador de Campo Electromagnético.


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La medición de RNI realizada con el analizador de espectros es detallada y consta de 3 características principales:

�Medición de la intensidad de campo eléctrico por bandas de las frecuencias correspondientes a estaciones radioeléctricas de telecomunicaciones.

�Medición de la intensidad de campo eléctrico en 03 polarizaciones (x,y,z) a 2 metros de altura sobre el suelo.

�Tiempo de promediación de 6 minutos en cada polarización.


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�Ubicado el punto de medición del analizador de campo electromagnético, se procede con la conexión de la sonda de campo eléctrico y se inicia automáticamente la prueba de calibración y verificación de la misma.

�Se realizan mediciones expresadas en porcentaje de exposición ocupacional de acuerdo a las recomendaciones del ICNIRP (98) del Campo Electromagnético Total a las distancias ya establecidas. Los valores obtenidos son almacenados automáticamente en una base de datos en una computadora portátil.

7.2 PROCEDIMIENTO DE LA MEDICIÓN

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�Durante las mediciones de Campo Eléctrico se recolecta la siguiente información:

Coordenadas Geográficas, altitud, fecha y hora.Detalle de los sitios expuestos (croquis y vistas del lugar).Registro fotográfico de la zona y de la medición.Otras informaciones relevantes.

�Una vez realizadas las mediciones con el analizador de campo electromagnético, se procede a escoger el valor más representativo obtenido por cada sector de la estación en estudio. Dicho punto será tomado como un punto de medición detallada, lo que se realizó con un analizador de espectros.

7.2 PROCEDIMIENTO DE LA MEDICIÓN

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Se realizo la evaluación de las mediciones realizadas comparándolas con los LMP y los Niveles de Referencia para Exposición Poblacional en Áreas de Uso Público de los Servicios de Comunicaciones Móviles.

En las Tablas 5 y 6 se presentan muestras de las hojas de cálculo- “Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 1)” y “Resumen de la Exposición Poblacional (Mediciones Tipo 2)”realizadas con el Analizador de Campos Electromagnéticos y el Analizador de Espectros respectivamente.

En base a un análisis estadístico se obtuvieron algunas tablas ygráficos que nos permiten obtener conclusiones y plantear recomendaciones.

8. RESULTADOS

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Tabla 4.15

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Tabla 4.16

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Fig. 24

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Fig. 25

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Tabla 4.17 Resumen de la Comparación entre el Cociente de Exposición Poblacional Predicho y el Medido

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Durante la ejecución del trabajo de campo se comprobó la imposibilidad de seguir el protocolo, según distancia de medición, es decir, a 2m, 10m, 20m, 50m y 100m; debido a que muchas veces dichas distancias se encontraban en lugares inaccesibles como dentro de casas, o difíciles de medir, como en vías de tránsito vehicular. Por lo que las mediciones se realizaron en lugares accesibles sin tener en cuenta estas distancias, siguiendo el acimut y teniendo línea de vista de las antenas.

8.1 MEDICIONES REALIZADAS CON EL ANALIZADOR DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

EMR-300 (MEDICIÓN TIPO 1)

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EMR-300 (MEDICIÓN TIPO 1)

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Fig. 26

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�Distancia (m)�

ANTENA

MASTIL

HAZ

40 9580787555 65

0,05%

0.1%

0,35%

0,15%

0,65%

0,4%

(%)

0,05%

0,65%

0,15%0,4%

Porcentaje de los limites de Exposición Poblacional ICNIRP

Fig. 27 Variación típica de la exposición de acuerdo a la distancia

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Con las mediciones recogidas en el trabajo de campo realizadas con el Analizador de Espectros, 3 por cada estación, se realizaron los cálculos necesarios para obtener el Campo Eléctrico, Densidad de Potencia y Cociente de Exposición por Servicios para cada uno de los puntos medidos. Para el presente análisis se ha agrupado por servicios de la siguiente manera: TV VHF (54-216 MHz); FM (88-108 MHz); TV UHF (470-805 MHz); Troncalizado (851-869 MHz); Telefonía Móvil (869-891 MHz) z (880-890 MHz) y PCS (1930-1945 MHz).

8.2 MEDICIONES REALIZADAS CON EL ANALIZADOR DE ESPECTROS (MEDICIÓN TIPO 2)

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Fig. 28

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�Al comparar los cocientes de exposición de las mediciones tipo 1 con los valores de predicción; 21 estaciones bases dan relaciones menores a 10 dB y 18 de ellas tienen relaciones que superan los 10dB. Estas diferencias pueden ser entendidas en parte porque los equipos de medición tienen una exactitud limitada y por otro lado debido a que la propagación de las ondas en un escenario normal de las comunicaciones móviles es bastante complejo pudiendo originar errores apreciables con respecto a la predicción. En elcaso de las mediciones hay lugares que donde se pueden concentrar un conjunto de haces reflejados (spots) y como consecuencia tendrán niveles mayores que la predicción.

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9. CONCLUSIONES

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�De las predicciones y de las mediciones se encuentra que la variación del nivel con respecto a la distancia es tal que el nivel inicial a algunos cm. de la antena es muy grande y decaen rápidamente de tal manera que a 1m. de la antena están por debajo del 5 %, a 20 m. puede estar por debajo del 1%, luego puede subir un poco hasta un máximo que puede estar debajo del 1.5 % en el rango entre 50 a 150 m, finalmente vuelve a caer el nivel en forma definitiva.

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9. CONCLUSIONES

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�Dado la ubicación de la EB – Cerro Camacho sin viviendas alrededor a por lo menos 250 metros del área de influencia de las antenas y la forma de montaje de las mismas; sin una torre, es decir, instalada a nivel del piso, las mediciones se realizaron desde los 0.10m de la antena, diferenciándose de las demás mediciones que se realizaban desde los 2 metros, de la base de la torre de la EB la cual generalmente se encontraba sobre un edificio. Por esta razón, en la EB – Cerro Camacho a 0.10m. de la antena 2, el valor del Cociente de Exposición Poblacional es de 493.50% ó 98.70% del nivel Ocupacional; valores que sobrepasan las límites máximos permisibles Poblacionales y Ocupacionales. Los porcentajes decrecen rápidamente para distancias pequeñas, así los valores del Cociente de Exposición Poblacional con respecto a la antena 2 es de 493.50% a 0.10m, 54.40% a 1.0 m, 0.70% a 9.0m, hasta llegar a 0.25% a 19.0m de distancia de la antena.

9. CONCLUSIONES

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�Con excepción de la EB – Cerro Camacho, en las 39 restantes el nivel del Cociente de Exposición Poblacional es muy bajo, obteniendo el valor más alto en el punto 40c entre <50-100) metros de la torre correspondiente a la EB –Vivanco con 2.90%.

�Las Estaciones Base que generan el menor porcentaje del Cociente de Exposición Poblacional son: EB – Cayetano Heredia, EB – Los Olivos y la EB – Santa Patricia, cada una con 0.05%.

9. CONCLUSIONES

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�En la medición Tipo 2, se observa que el mayor valor del Campo Eléctrico Máximo corresponde a FM con 3.06 V/m (1.24 % del LMP para Exposición Poblacional), seguido de TV VHF con 1.68 V/m (0.37 % del LMP para Exposición Poblacional); seguido de TV UHF con 1.18v/m (0.13 % del LMP para Exposición Poblacional); Telefonía Móvil con 0.95 V/m (0.06 % del LMP para Exposición Poblacional); Troncalizado con 0.69 V/m (0.03 % del LMP para Exposición Poblacional) y PCS con 0.41 V/m (0.005 % del LMP para Exposición Poblacional).

�El cociente de exposición total más alto es igual a 2.27 % en la Estación Base Doña Edelmira, donde la aportación mayor es el cociente de exposición en radiodifusión�

9. CONCLUSIONES

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�El valor más alto tanto de Campo Eléctrico como de Densidad de Potencia y Cociente de Exposición Poblacional máximo corresponde a FM (88 – 108) MHz con 3,06 V/m, 0,025 W/m2 equivalente a 1,24% de la Exposición Poblacional de acuerdo a los LMPs y a las recomendaciones ICNIRP.

�Es importante resaltar que el valor del Cociente de Exposición Poblacional Total es producto de la contribución de los Cocientes de Exposición Poblacional de los diversos servicios de telecomunicaciones; apreciándose que en todos los casos los servicio que contribuyen con el mayor porcentaje son los Servicios de Radiodifusión y el que contribuye en menor porcentaje es el Servicio de Comunicaciones Personales (PCS).

9. CONCLUSIONES

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�En el caso de la EB- Cerro Camacho se han realizado mediciones muy cerca de la antena, casi en contacto ella; por lotanto el cociente de exposición poblacional evaluado es muy altollegando a 493.50% a 0.10m de distancia de la antena. Para esta estación se recomienda una cerca que evite el acceso del públicoen general a las cercanía de las antenas.

�En general en el caso de estaciones bases con antenas distribuidas se recomienda colocar una cerca que evite el accesode personas no autorizadas que podrían ser niños.

9. CONCLUSIONES

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�Los porcentaje del Cociente de Exposición Poblacional más altos según los intervalos de distancia de las mediciones Tipo 1son: de <0-10) metros de la torre corresponde al punto 4c con 0.45%, dicho punto corresponde a la EB-Boulevard; de <10-20) metros de la torre se encuentra en el punto 40b con 2.10% correspondiente a la EB-Vivanco; de <20-50) metros de la torre se encuentra en el punto 40a con 2.50% correspondiente a la EB-Vivanco, de <50-100) metros de la torre se encuentra en el punto 40c con 2.90% correspondiente a la EB – Vivanco.

�Más allá de los 100 metros de distancia de la torre, los valoresdel Cociente de Exposición Poblacional empiezan a disminuir, encontrándose el valor más alto en el punto 24e con 1.35% correspondiente a la EB - Hospital FAP.

9. CONCLUSIONES

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�Para el cumplimiento del protocolo según distancias de medición se recomienda llevarlo acabo por intervalos de distancias, en vez de valores puntuales, como: <0-10); <10-20); <20-50); <50-100) y a más de 100 metros de distancia de la torre.

�Los resultados de las mediciones realizadas son coherentes con mediciones realizadas en estudios anteriores realizados a nivel nacional e internacional.

9. CONCLUSIONES

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MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS

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