Sicurezza e Impatto Ambientale dei CEM Cerri

Indice

1. Introduzione pag. 1
2. Richiami di Campi EM Statici e Quasi Statici pag. 2
3. Sicurezza Elettrica pag. 4
4. Esposizione a Campi ELF pag. 6
5. Normative per Campi ELF pag. 7
6. Misure alle ELF pag. 8
7. Mitigazione e Risanamento alle ELF pag. 9
8. Richiami di Campi ELF a Radio Frequenza pag. 10
9. Caratteristiche generali delle Antenne pag. 12
10. Esposizione a Campi RF pag. 14
11. Dosimetria a RF pag. 15
12. Normative per esposizione a RF pag. 17
13. Misure per esposizione a RF pag. 19
14. Mitigazione per esposizione a Campi ELF a RF pag. 23
15. Suscettibilità pag. 25

Campi Statici

∇ • E = 0

• Formula forma differenziale: ∇ • E = 0
• Formulazione integrale: ∮ S E • ds = 0

Campi Elettrostatici

• ∇ x E = 0
• E = grad(φ) φ(P₁) - φ(P₂) = ∫ P₁ P₂ E • dl

E → TM (c. sorg.), le cariche sono le sorgenti del campo elettrostatico

E → il campo elettrostatico è conservativo

P.c. E • dl = 0 si può racchiudere il campo elettrico statico

→ la diffra tra due punti non dipende dal percorso

Esempi

• Campo elettico carica a.: E = (1/4πε) • (Q/R²) • e

• Campo elettostatico

E = Q/4πεR²

E = (Q / (2πεL)) e φ = - (Q / (2πε)) ln(r/r₀)

Condensatore

V = ∫ E • dl

C = ε * (A/d)

Leggi dei Campi Statici nei Circuiti

• Vab = iR (Legge di Ohm puntuale)
• V = ∑iR (Legge di Ohm)

Campi Magnetostatici

• ∇ • B = 0
• ∮S B • ds = 0

∇ x B = μ₀J

• ∮ L B • dl = μ₀ * I
• H = Ni / 2πR

Re e potenziale di terreno:

• Il terreno funge da conduttore elettrico ogni volta che tra due punti viene applicato il terminale elettrod/ dispersori/ uso adcp.
• Lo Re è quello tra un dispersore e un punto lontano a potenziale nullo
• Il suo valore coincide con la R circanda al dispersore (viene rilevato con opportune misure)

Misura resistenza del terreno:

• Metodo quattro punti (metodo di Wenner): p = KV/I * 2πa dR
• Metodo volt-amperometrico

Potenziale nel terreno tra due dispersioni:

Re = Ve/I

Zona l₂-l₂ è la zona utile per la misura.

La distanza fra i dispersi è > 5_{lunghezza dispersore} (lunghezza dispersore)

Esposizioni a campi ELF a frequenza diverse:

Nel caso di esposizione a campi provenienti da sorgenti a f diverse per le quali vi sono differenti limiti di esposizione...

• b = 24μA/m per lavoro e 5A/m per popolazione

...che non devono essere superati in alcuna condizione di esposizione dei lavoratori della popolazione.

...non devono essere mai superati in aree gioco, ambienti abitativi, scolastici e luoghi con permanenza ≥ 4 ore giornaliere...

Obiettivo di qualità da rispettare nella progettazione di elettrodotti...

• E = 5 kV/m
• H = 100μT
• Valori di attenzione: 10μT
• Obiettivo di qualità: 3μT

8) Richiami di Campi EM a Radio Frequenza

Eq di Maxwell (dominio delle f):

f(t) = e^jwt → ∂

• ∇·D = ρ
• ∇·B = 0
• ∇×E = -∂B/∂t → ∂B/∂t
• ∇×H = J + ∂D/∂t → jωD

Teorema di Poynting:

• ∇·(E × H)

Bilanciamento delle potenze

• ∇·S = ∂(εE)/∂t
• E = E₀e

Vettore di Poynting

• S = E × H [W/m²]

E.g., rej = ∂x, -ω, δε/∂t = - e

• ∂E/∂t = -∂B
• ∂

Schema di radiazione

Le funzioni matematiche e rappresentazione grafica delle proprietà di radiazione di antenne come una funzione delle coordinate di direzione θ, φ.

• Schema a campo: diagramma di grandezza del campo E o H come funzione di (θ, φ) sorgenti
• Schema di potenza: diagramma della densità di potenza funzionale di (θ, φ) angolari (dB): diagramma di grandezza (in dB) di (θ, φ) sorgenti

Solo componenti di campo lontano

r = {r = ∞, θ, φ}

Normalizzazione rispetto alla grandezza del campo su direzione θ o φ (max):

E (r = ∞, θ₀, φ₀) = E₀ (θ₀, φ₀)

Vettore di radiazione:

E (r = ∞, θ, φ) | e^-jkr

Normalizzazione ampiezza

Campo per schema 3-D

Esempio: schema di radiazione per un dipolo

E (r = ∞, θ, φ) = jβ M sin² θ e^-jkr

Vettore di radiazione:

E (r = ∞, θ, φ) | e^-jkr

E_r = α₀ (θ, φ)

Parametro di antenna

Direttività: vettore di pointing nella direzione di massima radiazione

G = D (θ, φ)

Efficienza: η =

G = D

Esposizione proposta Direttiva

Assunzioni:

• Lobi secondari trascurabili
• Tutta la potenza immessa (W_in) nel lobo principale

Dosimetria a RF

L'insieme degli studi volti a determinare il comportamento di un corpo biologico in una specifica situazione di esposizione

_E [V/m]: evidenzia fenomeni di polarizzazione e dislocazione = E(r)

_ρ [W/m³]: legata all'incremento della temperatura (cadere da δ°) = P(σ) E(r) δ(r) E(r)

SAR [W/kg]: quantità ottenuta mediando P su un insieme di tessuto conmassa specificata

• SAR = _ℯ/_P (E²)

Specific Absorption Rate

Studio dosimetrico: calcolo campo EM all'interno di un corpo e una massa espositacondizione consono

• 1) metodo scopi di calcolo: analitica, numerica, sperimentale

Caratterizzazione elettrica dei tessuti:

• Conducibilità σ: regola che cariche libere presenti nel materiale
• Il movimento di assegne bene tempo determina le correnti di conduzione
• *dipende dalla ƒ

• Permittività / costante dielettrica ε: originata da fenomeni di polarizzabilità del materiale
• quanto una corrente li accumulare rispetto alla corrente di conduzione

Costante dielettrica complessa:

▽×H = γε + jωσELΕ = jωϵ_rω₀ E

• E° = ϵ_r = ^δ′/_ωδ′ E°E

Analogica Circuitale:

• R = ^ת/_6ε^L = ^ת/_6ε^L
• C = EοC ƐL^-1 6&² R
• V = E L
• I_> = V_i || ω = & | jω׊& ε

Limiti di Esposizione

Aglifi evidenti SAR = W/kg

SAR accettato per lavoratori = 0,1 W/kg

popolazione 0,08 W/kg

Osservazioni:

• I valori di apog possono essere superati purché siano rispettate le prescrizioni di base
• Il valore di SAR e il tempo di esposizione devono essere medicini su un periodo di 6 min
• fra 100 kHz e 2.1011Hz i valori di picco per le intensità di occupazione ottenute per l’esposizione per 100 kHz e < 2.1011Hz i valori di picco di 3s sono superiori

Osservazioni sui livelli di riferimento:

• Ottenuti tramite modelli matematici o stPredazioni
• con le funzioni di imp accoppiamento
• Per 100 kHz e 2.1011Hz i valori devono essere medicati su 6 min

Esposizione simultanea a campi diversi (p ~ 300 GHz)

10 GHz SAR;

300GHz SI:

SARI = SAR causato dall’esposizione a f1

SARL = Limite del SAR (tabella)

Si = Esposizione per 2a da Pot. (Tabella)

Sl = SL per esposizione da Pot.

Si: deluso di pot. a fi

∑ (Ei²/cai)² + ∑ (Ei²/Eii)² ≤ 1

∑ (Hi²/Bii²) + ∑ (Hi²/HiJ)² ≤ 1

XL = Liv. rip. campo

In Europa

• Raccomandazione Europea 1999: limiti di esp per la popolazione dei campi EM da 0 a 300GHz
• Lipo, E, H, SAR e SI
• Spi: Ste medicini sono tenuti a segnalare a modo che non definiscono
• I valori di campo e SAR conducono con quelli dell ICNIRP 98.

Direttiva 2004/40/CE

• Prescrizione minima di sicurezza al scale problema alte esp dei lavoratori
• Rischio denominato campi EM
• stabilisce prescrizioni minime di prot dei lavoratori (0-300GHz) dai campi EM
• obbl'y valore limite di esp basso seguito degli accertati
• obbl'y valori di apog o parametri misurabili direttamente (E,H...)
• ci comportano l’obbligo di adottare una pió misure specifiche

Obbligo dei datori di lavoro

• Valutare, misurare o calcolare livelli dei CEM
• Organizzare ad…ni
• Sorveglianza sanitaria

Direttiva 2008/46/CE: modifica la dir 2004/40/CE