Campi Elettromagnetici in Bassa Frequenza Sorgenti, Misure, Effetti, Normativa

Produzione dell’energia elettrica L’elettricità viene prodotta trasformando, in apposite centrali, il potenziale energetico contenuto nelle fonti esistenti in natura Centrali idroelettriche Centrali termoelettriche Centrali nucleari Centrali geotermiche Centrali eoliche Centrali fotovoltaiche Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Produzione di energia elettrica Produzione di energia elettrica in Italia e dall’Enel per fonti primarie nel 1994 Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Consumo di energia elettrica (1) Consumi di energia elettrica per tipo di attività nel 1994 Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Consumo di energia elettrica (2) Potenza oraria richiesta sulla rete italiana e sulla rete Enel (Terzo mercoledì del mese di dicembre del 1994) Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Trasmissione e distribuzione Schema italiano di generazione, trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica E’ adottata la corrente alternata con sistema di distribuzione trifase La frequenza adottata è di 50Hz in Europa e 60Hz in America Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Struttura del sistema elettrico Rete di trasmissione dell’energia elettrica Stazioni primarie Rete di distribuzione primaria Cabine primarie Linee di distribuzione a media tensione Cabine secondarie Rete di distribuzione a bassa tensione Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Tipologie di installazione: esempi Cabina primaria AT/MT Elettrodotto AT Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Tipologie di installazione: esempi Linea elettrica in media tensione Trasformatore MT/BT a palo Cabina secondaria MT/BT Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Elettrodotti - Campo elettrico Il campo elettrico generato dagli elettrodotti dipende principalmente dalla tensione della linea Dipende dalla distanza dalla linea e dall’altezza dei conduttori da terra In prossimità delle linee elettriche si misurano i seguenti valori tipici: linee AAT a 380kV  4500 - 8000 V/m linee AT a 132kV - 150kV  2000 - 3000 V/m linee MT a 10kV - 30kV  200 V/m E’ schermato dagli edifici Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Elettrodotti - Campo magnetico Dipende principalmente dall’entità delle correnti che circolano nei conduttori Dipende dalla distanza dalla linea, dall’altezza dei conduttori da terra e dall’ordine delle fasi In prossimità delle linee elettriche si misurano i seguenti valori tipici: linee AAT a 380kV  15 - 20 mT linee AT a 132kV - 150kV  10 mT linee MT a 10kV - 30kV  5 mT Non è schermato dagli edifici Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Campo Elettromagnetico Indoor Qualunque apparecchio che funziona ad energia elettrica genera un campo elettrico e magnetico a bassissima frequenza ogni volta che è in funzione Quando l’apparecchio è spento si può rilevare solo il campo elettrico generato dai conduttori di alimentazione Il livello di campo elettrico riscontrabile è di pochi V/m. Quando l’apparecchio viene messo in funzione si genera un campo magnetico che dipende esclusivamente dall’intensità di corrente e che può assumere valori piuttosto elevati Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Valori tipici di campo elettrico * alla distanza di 1 cm Campo elettrico [V/m] misurato a 30 cm dagli apparecchi elettrici Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Valori tipici di campo magnetico Campo magnetico [mT] misurato a 3 e 30 cm dagli apparecchi elettrici Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Prof. Ing. Antonello Pasquarelli Effetti biologici Negli ultimi 20 anni è emerso un crescente interesse scientifico per gli effetti biologici dei campi elettromagnetici a bassa frequenza (CEMBF) A livello cellulare gli effetti delle interazioni delle radiazioni elettromagnetiche con le componenti strutturali della cellula possono essere classificate in reazioni di tipo termico reazioni di tipo biologico Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Interazioni delle radiazioni con la materia vivente (1) Le correnti indotte da campi elettrici nei tessuti umani o le vibrazioni molecolari trasformano l’energia elettromagnetica in CALORE Negli animali omeotermi e nell’uomo il sistema di termoregolazione permette di mantenere la temperatura corporea costante Un riscaldamento eccessivo dei tessuti provocherebbe un danno irreversibile alle strutture proteiche e lipidiche L’energia trasferita dai CEMBF è di piccola entità, per cui il calore provocato può essere facilmente controllato dai meccanismi di termoregolazione Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Interazioni delle radiazioni con la materia vivente (2) I CEMBF possono provocare alterazioni stereochimiche delle molecole orientamento paramagnetico molecolare azioni sugli elettroliti rottura di legami secondari causando così modificazioni a livello della membrana cellulare modificazioni a livello del nucleo e del DNA Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Interazioni delle radiazioni con la materia vivente (3) Sono stati segnalati effetti che provocano alterazioni del sistema immunitario alterazioni dei ritmi biologici circadiani alterazione nella produzione di melatonina effetti sul sistema nervoso ed endocrino La letteratura sull’argomento evidenzia che i campi elettromagnetici producono effetti biologici Tuttavia molti di questi effetti sono di piccola entità e difficili da registrare Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Prof. Ing. Antonello Pasquarelli Effetti sulla salute Gli effetti sulla salute provocati da esposizioni prolungate a CEMBF devono ancora essere ben studiati Si distingue in Effetti acuti Effetti cronici Effetti osservati alterazioni comportamentali alterazione dell’attività cerebrale induzione di neoplasie maligne Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Strumenti di rilevazione A banda larga Misura semplice ed immediata per valutare se siamo sopra i limiti A banda stretta Analizzatore di spettro con indicazione della frequenza. Misura complessa e lunga Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Strumenti di misura a banda larga Le sonde devono rispondere ad un solo parametro (E o H) essere di piccole dimensioni, tali da non disturbare il campo I cavi di collegamento devono essere tali da non comportarsi a loro volta come delle antenne Gli strumenti sono costituiti da Sensore di campo elettrico o magnetico trasduttore del campo in segnale elettrico proporzionale a E (E²) o H (H²) collegamento all’unità di misura (cavo ad alta impedenza, fibra ottica ecc.) unità di misura e registrazione Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Prof. Ing. Antonello Pasquarelli Tipologia delle sonde a diodo (le più diffuse) bolometriche (uso di termistore per misurare l’innalzamento della temperatura). Poco usato in quanto sensibile alle variazioni della temperatura ambientale a termocoppia (limitato a misure di piccoli campi). Ideale per applicazioni radar Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Prof. Ing. Antonello Pasquarelli Sonde a diodo Non isotropici Isotropici (i più diffusi) sono costituiti da diodi multipli collegati a dipoli d’antenna ortogonali fra loro si misura solo il campo totale Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Considerazioni sui sensori a diodo risposta quadratica per piccoli segnali risposta lineare per segnali medi (nella gamma tipica di lavoro) saturazione per segnali elevati rottura delle giunzioni per segnali estremamente elevati (anche se il sensore non viene collegato) Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Fonti di errori di misura onda incidente non piana modulazione elevata sensibilità alla luce (vale per vecchi sensori) presenza di elevati gradienti di temperatura accoppiamento dei cavi presenza di campi intensi fuori banda presenza del corpo umano presenza nelle vicinanze di strutture metalliche Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

Riferimenti legislativi Decreto Ministeriale del 23 aprile 1992 Limiti di esposizione: 5 kV/m e 0.1 mT per la popolazione 10 kV/m e 1 mT per i lavoratori Distanze minime linee a 132 kV >= 10 m linee a 220 kV >= 18 m linee a 380 kV >= 28 m Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli