Ondas eletromagnéticas de alta frequência : determinação do coeficiente de atenuação em sistema construtivos de vedação

Abstract

Resumo: Este trabalho visa determinar experimentalmente os coeficientes de atenuação de ondas eletromagnéticas de alta frequência na faixa de micro-ondas em sete sistemas construtivos de vedação utilizados no Brasil. A comunidade científica vem discutindo sobre eventuais perigos da exposição destas radiações na saúde da população sem chegar a um consenso. Atualmente, as edificações próximas às Estações Rádio Base estão sujeitas à exposição contínua dessas ondas eletromagnéticas. Assim, esta pesquisa exploratória, por meio de ensaios experimentais em campo aberto, procura determinar os coeficientes de atenuação para micro-ondas em amostras de sete sistemas construtivos de vedação utilizados no Brasil. São estes: a) Alvenaria de blocos cerâmicos não estruturais; b) Alvenaria de blocos cerâmicos estruturais; c) Alvenaria de blocos de concreto; d) Alvenaria de blocos de solo-cimento; e) Light Steel Framing; f) Light Wood Framing e g) Drywall. Essas amostras são submetidas à exposição de ondas eletromagnéticas que correspondem às faixas utilizadas pela telefonia celular no Brasil. Antenas acopladas a um gerador de sinal emitem sinais em direção à amostra nas seguintes frequências: 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 2400 MHz e 2500 MHz. Situadas no lado oposto à amostra, antenas acopladas a um analisador de espectro recebem o sinal e assim, identifica-se sua atenuação. Foram realizadas cinco séries de medições analisando a atenuação eletromagnética de todas as amostras, em todas as frequências utilizadas. Para analisar estes dados, foi utilizado o método estatístico two-way ANOVA (do inglês, Analysis Of Variance), pois considera-se dois fatores nesta análise. Verificou-se interação significativa entre os fatores frequência e sistema construtivo de vedação, o que levou a uma análise da comparação múltipla das médias obtidas. Assim, foi possível classificar os sistemas construtivos quanto ao seu coeficiente de atenuação eletromagnética para a faixa de frequência analisada. Esta pesquisou mostrou que o Light Wood Framing e a Alvenaria de blocos cerâmicos não estruturais apresentam os maiores coeficientes, seguidos muito próximo da Alvenaria de blocos de concreto. Na sequência, a Alvenaria de blocos de solo-cimento obteve um desempenho um pouco acima da média geral. Abaixo da média se encontram o Light Steel Framing, a Alvenaria de blocos cerâmicos estruturais e com o menor coeficiente de atenuação, o Drywall. Palavras-chave: sistemas construtivos, arquitetura, ondas eletromagnéticas

Abstract: This work aims to experimentally determine the attenuation coefficients of electromagnetic waves of high frequency (microwave range) in seven building systems used in Brazil. The scientific community has been discussing possible threats of radiations exposure on human health. Nowadays, buildings close to cell phone towers are continuously exposed to those electromagnetic waves. Thus, this explanatory research, through experimental tests in open space, aims to determine the attenuation coefficients for microwaves in seven samples of seven building systems. The building systems are: a) Masonry of non-structural ceramic bricks; b) Masonry of structural ceramic bricks; c) Masonry of concrete bricks; d) Masonry of soil-cement bricks; e) Light Steel Framing; f) Light Wood Framing and g) Drywall. These samples were exposed to electromagnetic waves that correspond to the mobile telephony frequency bands of Brazil. Connected antennas to a signal generator send signals towards the sample in frequencies of: 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 2400 MHz and 2500 MHz. On the opposite side, antennas connected to a spectrum analyzer receive the signal and its loss. In all, a sequence of five measurements were made by analyzing the electromagnetic attenuation of all samples in all frequencies sent by the generator device. To analyze these data, the two-way ANOVA statistical method was used. This method considered two factors in this analysis: frequency and building system, and as result presented a significant interaction between the frequency factors and building system, which led to an analysis of the multiple comparison of means. Thus, it was possible to classify the building systems regarding their electromagnetic attenuation coefficient for the analyzed frequency band. This research has demonstrated that the samples of Light Wood Framing and non-structural ceramic bricks masonry are above overall average, followed closely by the concrete bricks masonry sample. Slightly above the overall average is the Masonry of soil-cement bricks sample. Finally, Light Steel Framing, Masonry of structural ceramic bricks and Drywall are respectively below overall average. Keyword: building systems, architecture, electromagnetic waves.