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
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2
Produzione di energia elettrica
Energia elettrica (milioni di kW/h)
250
200
Nucleare
Geotermica
Idroelettrica
Termoelettrica
Totale
150
100
50
0
Italia
Enel
Produzione di energia elettrica in Italia e dall’Enel per fonti primarie nel 1994
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3
Consumo di energia elettrica (1)
Terziario
24%
Usi domestici
21%
Agricoltura
2%
Industria
53%
Consumi di energia elettrica per tipo di attività nel 1994
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4
Consumo di energia elettrica (2)
Potenza oraria richiesta sulla rete italiana e sulla rete Enel
(Terzo mercoledì del mese di dicembre del 1994)
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5
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
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6
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
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7
Tipologie di installazione: esempi
Cabina primaria AT/MT
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Elettrodotto AT
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8
Tipologie di installazione: esempi
Linea elettrica in media
tensione
Trasformatore MT/BT a
palo
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Cabina secondaria
MT/BT
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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
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10
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
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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
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Valori tipici di campo elettrico
Lampada ad incandescenza
Aspirapolvere
Televisione
Asciugacapelli
Ferro da stiro
Frigorifero
Stereo
Coperta elettrica
2
16 ÷ 90
30 ÷ 90
40 ÷ 80
60 ÷ 120
60 ÷ 110
90 ÷ 180
250 ÷ 4500*
* alla distanza di 1 cm
Campo elettrico [V/m] misurato a 30 cm dagli apparecchi elettrici
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13
Valori tipici di campo magnetico
Lampada ad incandescenza
Aspirapolvere
Televisione
Asciugacapelli
Ferro da stiro
Stereo
Coperta elettrica
Distanza 3cm
Distanza 30cm
400
200÷800
25÷50
60÷2000
8÷30
4
2÷3
4
2÷20
0.04÷2
0.01÷1
0.2÷0.4
0.5
0.1÷0.2
Campo magnetico [mT] misurato a 3 e 30 cm dagli apparecchi
elettrici
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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
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15
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
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16
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
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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
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18
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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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