Manchete fictícia: Moradores de um bairro residencial questionam a instalação de um sistema de antenas Wi-Fi…

Questão

Manchete fictícia: Moradores de um bairro residencial questionam a instalação de um sistema de antenas Wi-Fi de alta potência próximo a um parque infantil. Segundo relatório da operadora, cada antena opera em 2,4 GHz com potência de 20 W e irradia de forma isotrópica. O regulamento internacional estabelece limite de densidade de potência de 10 W/m2 para áreas públicas. Estudos mostram que, a 50 m da antena, a densidade alcança aproximadamente 5 W/m2, mas no parque, situado a 20 m de distância, excede o limite. Analise o texto-base e conclua qual medida se baseia em princípios de eletromagnetismo para reduzir a densidade de potência no parque infantil.

1. A) Ajustar o diagrama de radiação das antenas para um padrão direcional que afaste o feixe do parque.
2. B) Alterar a polarização do campo eletromagnético de vertical para horizontal.
3. C) Elevar a altura das antenas em 50% mantendo emissor isotrópico.
4. D) Mudar a frequência de operação das antenas de 2,4 GHz para 5 GHz.
5. E) Diminuir o tempo diário de uso do sistema Wi-Fi no parque infantil.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique o princípio físico. Para uma fonte isotrópica, a densidade de potência diminui com o quadrado da distância (S = P/(4 pi r^2)). Assim, a distância sozinha reduziria a densidade, mas a antena já é isotrópica e a operadora não pode afastá-la do parque sem mudar o projeto da instalação.
2. Use a proporção do texto. Se S = 5 W/m2 a 50 m, então a 20 m S = 5 x (50/20)^2 = 31,25 W/m2, bem acima do limite de 10 W/m2. Observação: os valores do texto não são coerentes com a fórmula para 20 W (que daria cerca de 0,0006 W/m2 a 50 m), mas o raciocínio qualitativo se sustenta com a proporção dada pelo enunciado.
3. Para reduzir a densidade no parque sem mudar a distância, é preciso mudar o diagrama de radiação. Uma antena direcional concentra a potência em um feixe principal e reduz a irradiação nas outras direções (ganho direcional). Se o feixe for afastado do parque, a densidade nessa região cai, o que é um princípio de teoria de antenas e eletromagnetismo. Esta é a alternativa correta, e coincide com o gabarito oficial.
4. Por que as outras estão erradas:
5. B) a polarização indica a orientação do campo elétrico, mas não altera a quantidade de potência por unidade de área.
6. C) elevar a antena muda a distância, mas o texto não informa a altura original, e um emissor isotrópico continua irradiando igualmente em todas as direções, sem direcionar a energia para longe do parque.
7. D) a frequência muda o comprimento de onda, mas não altera a densidade de potência de campo distante para a mesma potência irradiada.
8. E) reduzir o tempo de uso diminui a exposição média, mas não a densidade de potência instantânea, que é o critério do limite.

💡 Dica: Considere como a direção da radiação influencia a densidade de potência no parque.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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