Campi Elettromagnetici in Alta Frequenza

Presentazione sul tema: "Campi Elettromagnetici in Alta Frequenza"— Transcript della presentazione:

1 Campi Elettromagnetici in Alta Frequenza
Sorgenti, Misure, Effetti, Normativa

2 Campi elettromagnetici ad alta frequenza
I campi elettromagnetici non ionizzanti (sorgenti NIR) hanno una banda compresa tra 300 kHz e 300 GHz L’agente inquinante (campo elettrico e/o magnetico) decresce rapidamente allontanandosi dalla sorgente L’azione inquinante si esercita nell’ambiente solo quando la sorgente è accesa. Allo stato attuale si può affermare che non esiste un inquinamento su vasta scala territoriale, ma le zone inquinate sono limitate alle vicinanze della sorgente Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

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Principali sorgenti Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

4 Applicazioni Macchine industriali
Macchine per trattamenti termici trasformano l’energia elettromagnetica in calore sono utilizzate in processi che richiedono un riscaldamento rapido con cicli controllabili In base all’azione fisica predominante si classificano in tre categorie: riscaldatori a perdite dielettriche riscaldatori a induzione magnetica riscaldatori a microonde Sono progettate per erogare potenza in bande di frequenza assegnate da convenzioni internazionali Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

5 Riscaldatori a perdite dielettriche
Sono impiegati per il trattamento di materiali dielettrici (legno, materie plastiche, fibre vegetali, ecc.) Sono progettati per creare forti campi elettrici (decine di kV/m). Sono costituiti da un generatore a radiofrequenza e da un applicatore a condensatore L’applicatore è formato da due superfici metalliche affacciate (condensatore) al cui interno è sistemato il materiale da trattare termicamente La potenza del generatore va dalle centinaia di W alle decine di kW Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

6 Riscaldatori a induzione magnetica
Sono impiegati nell’industria siderurgica (tempera superficiale, ricottura e riscaldamento di metalli, saldatura di tubi), nell’industria elettronica (raffinamento di semiconduttori, produzione di fibre ottiche), nell’oreficeria (fusione di metalli preziosi) Sono progettati per creare forti campi magnetici. Sono costituiti da un generatore a radiofrequenza e da un applicatore a bobina Le potenze impiegate vanno dalle centinaia di kW alle migliaia di kW Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

7 Riscaldatori a microonde
Si dividono in due classi: per usi domestici per usi industriali Gli apparati industriali sono progettati per la precottura, il riscaldamento, l’essiccamento e la sterilizzazione di grosse quantità di materiale Gli apparati industriali impiagano potenze di alcune decine di kW Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

8 Apparati per telecomunicazioni
Sono progettati per irradiare nello spazio onde elettromagnetiche che trasferiscono informazione ai sistemi riceventi Sono di due tipi: direttivi (ponti radio, comunicazioni spaziali) a diffusione (radio, televisione) Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

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Sistemi radiomobili La potenza irradiata dalle stazioni radio base è al massimo di alcune centinaia di W Valori confrontabili con gli standard di sicurezza si raggiungono a poche decine di metri dall’antenna Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

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Altre applicazioni Radar a impulsi (elevata potenza di picco - fino a 2MW) doppler (potenze dell’ordine dei kW) Radioaiuti alla navigazione Applicazioni biomedicali Risonanza magnetica nucleare (10 ÷ 70 MHz) Termografia a microonde (0.5 ÷ 2.5 GHz) Marconiterapia Radarterapia Terapia ipertermica Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

11 Dispositivi elettronici
Esempi di dispositivi elettronici in grado di emettere campi elettromagnetici apprezzabili: telefoni cellulari telefoni cordless domestici e cittadini (DECT) babyphone walkie-talkie apparecchi per radioamatori forni a microonde sistemi di controllo a microonde videoterminali varchi magnetici Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

12 Valutazione del campo elettromagnetico
Il campo elettromagnetico emesso da un’antenna non è uniforme in tutte le direzioni Lobo orizzontale Lobo verticale Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

13 Tipologie di installazione: esempi
Stazione radio base Antenna per radioamatore Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

14 Tipologie di installazione: esempi
Stazione radio base Ponte radio Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

15 Tipologie di installazione: esempi
Tipiche antenne per telecomunicazioni Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

16 Contenimento dell’impatto ambientale
Stazioni radi base camuffate da pino Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

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Strumenti di misura Struttura degli apparati di misura a rivelazione diretta ad accoppiamento a radiofrequenza Ogni apparato di misura è formato da 3 sottosistemi: sensore linea di collegamento apparato di misura e visualizzazione Sono possibili due strategie di misura: a banda larga a banda stretta Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

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Tipologie di sensori Sensori per campo elettrico sensori a condensatore sensori a dipolo o monopolo corto Sensori per campo magnetico sensori ad accoppiamento induttivo Antenne dipolo a mezz’onda antenne biconiche antenne logaritmiche Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

19 Modalità di esecuzione delle misure
Misure spaziali a 1.1 e a 1.9 m da terra. Se la differenza è > del 25% del valore più elevato, si misura anche a 0.5 m. Poi si calcola la media. Ogni misura è il risultato della media temporale su 6 minuti. Gli impianti devono rispecchiare la massima potenzialità (effettiva o calcolata) Gli strumenti devono avere: Isotropicità =<1 dB Incertezza =< 2 dB Gli strumenti devono essere tarati secondo le norme ISO 9000 o SIT Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

20 Pianificazione di una campagna di misure (1)
Valutazione preliminare Acquisizione delle informazioni relative al sito Acquisizione delle informazioni relative alle sorgenti (frequenza, potenza, tipo di antenne, cicli di servizio) Scelta della strumentazione e verifica del suo regolare funzionamento Scelta delle postazioni di misura per: delimitare l’area intorno alla sorgente in cui i valori sono superiori ai limiti di sicurezza accertare il livello di esposizione in cui è probabile la permanenza delle persone Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

21 Pianificazione di una campagna di misure (2)
Esecuzione delle misure Nuova verifica del regolare funzionamento della strumentazione Analisi critica e valutazione dei risultati Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

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Effetti biologici L’esposizione a campi elettromagnetici comporta l’innalzamento della temperatura dei tessuti biologici (effetto termico) Gli effetti non termici dei campi elettromagnetici ad alta frequenza non sono ancora ben conosciuti Effetti non termici osservati: alterazione degli enzimi della membrana cellulare alterazione della crescita cellulare alterazione del DNA e dei meccanismi di riparazione induzione di neoplasie Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

23 Effetti sulla salute umana
Effetti acuti effetto termico, particolarmente accentuato alle alte frequenze a causa dell’acqua presente nei tessuti effetti cardiaci su persone con disturbi cardiaci e pacemaker Effetti cronici o di lungo periodo effetto sul sistema nervoso (condizione di stress) effetti sul comportamento (comportamenti motori insoliti, irrequietezza) aumento delle frequenza cardiaca e della pressione ematica elettrosensibilità (alterazioni cutanee, segnalate in particolare per operatori a videoterminale) Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

24 Limiti di esposizione del D.M. 381
Per aree con permanenza di persone superiore a 4 ore: E = 6 V/m H = A/m D = 0.1 W/m² Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli