RADIAZIONI (ELETTROMAGNETICHE) NON IONIZZANTI

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1
RADIAZIONI (ELETTROMAGNETICHE)
NON IONIZZANTI
Radiofrequenze
300 MHz
Infrarossi
Microonde Visibile
Ultravioletto
Raggi X - γ - C
300 GHz
λf =c
2
RADIAZIONI IONIZZANTI
E NON IONIZZANTI
oonde
Infrarossi
Visibile
Ultravioletto
Raggi X - γ - C
O
H
O
N
S
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N
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3
ONDE E RADIAZIONI EM
DI INTERESSE
CAMPI ELETTROMAGNETICI QUASI STATICI
DA 0 A 30 kHz
CAMPI E.M. A FREQUENZA RADIO E
MICROONDE
DA 30 kHz A 300 GHz
4
ONDE E RADIAZIONI EM
DI INTERESSE
RADIAZIONI NEL VISIBILE E
NELL'INFRAROSSO VICINO
DA 400 A 3000 nm
RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE
DA 180 A 400 nm
RADIAZIONI DA SORGENTI LASER
INFRAROSSO
VISIBILE
ULTRAVIOLETTO
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CAMPI ELETTROMAGNETICI A
RADIOFREQUENZA E MICROONDE
Ø Utilizzazione industriale:
• operazioni di riscaldamento e
simili
Ø Vantaggi del
trattamento
• rapidita'
• versatilita'
• riproducibilità
6
SCHEMA DI UN'APPLICATORE PER
RISCALDAMENTO A INDUZIONE
E PER PERDITE
DIELETTRICHE
1 - 300 Mhz
1 - 100 kW
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~
50 Hz - 1 Mhz
1 kW - 1 MW
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SISTEMI A MICROONDE
A CAVITA' RISONANTE E IN GUIDA D'ONDA
8
PRINCIPALI SETTORI INDUSTRIALI D' IMPIEGO
DEL RISCALDAMENTO AD ALTA FREQUENZA
(RF E MW)
SETTORE
AGRO-ALIMENTARE
sui prodotti alimentari
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APPLICAZIONI
ESSICCAMENTO
STERILIZZAZIONE
DISIDRATAZIONE
COTTURA
SCONGELAMENTO
FUSIONE
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SETTORE
METALLURGICO
SETTORE
DELLA GOMMA
APPLICAZIONI
• TRATTAMENTI
TERMICI
• FUSIONE
• SALDATURA
• BRASATURA
• PRERISCALDAMENTO
MESCOLE
• VULCANIZZAZIONE
PNEUMATICI
10
PRINCIPALI SETTORI INDUSTRIALI
D'IMPIEGO DEL RISCALDAMENTO AD
ALTA FREQUENZA (RF E MW)
ØINDUSTRIA AGRO-ALIMENTARE
ØINDUSTRIA DEL LEGNO
ØINDUSTRIA CHIMICA
ØINDUSTRIA DELLA CARTA
ØSETTORE METALLURGICO
ØSETTORE DELLA GOMMA
ØSETTORE DELLE MATERIE PLASTICHE
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IL RISCALDAMENTO
ELETTROMAGNETICO
-
+
+
+
+ -
Η
δ+
Η
+
Ο δ−
−
12
CARICHE E SISTEMI DI CARICHE MOBILI
DIELETTRICI
⇔
DIPOLI
METALLI E
SEMICONDUTTORI
⇔
ELETTRONI
SOLUZIONI
ELETTROLITICHE
⇔
IONI
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IL CAMPO INTORNO ALLA
SORGENTE
Ø ENERGIA ASSORBITA
Ø ENERGIA IRRADIATA
⇒
⇒
CALORE
RISCHIO
14
IL CAMPO INTORNO ALLA SORGENTE
CAMPO LONTANO ⇔ CAMPO VICINO
ONDE PIANE TEM
⇔ ONDE NON PIANE
ENERGIA ATTIVA
⇔ ENERGIA REATTIVA
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I RISCHI DOVUTI ALL'ESPOSIZIONE
EFFETTI TERMICI:
INTENSITA' DI CAMPO ELEVATE
FREQUENZE INTERMEDIE (1 MHz - 1 GHz)
ATTRIBUIBILI AL RISCALDAMENTO
ESEMPIO: CATARATTA DA MICROONDE
MECCANISMO SOLO TERMICO ?
16
I RISCHI DOVUTI ALL'ESPOSIZIONE
EFFETTI NON TERMICI:
INTENSITA' ANCHE MODESTE
AMPIA GAMMA DI FREQUENZE
EVIDENZA DI EFFETTI BIOLOGICI
EFFETTI SULLA SALUTE UMANA ?
ESEMPIO: RISCHI DA ELETTRODOTTI
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VALUTAZIONE
DELL'ESPOSIZIONE
PRINCIPALI FATTORI DI RISCHIO
• durata di esposizione
• frequenza delle onde e.m.
• intensità del campo elettromagnetico
FATTORI DI RISCHIO SECONDARI
• continuità dell' esposizione
• polarizzazione e modulazione
18
QUANTIFICAZIONE DEL RISCHIO
DENSITÀ DI ENERGIA
ELETTROMAGNETICA
U (J/m3)
U = UE + UH
UE = ½ εo E2
UH = ½ µo H2
E (V/m) : intensità del campo elettrico
H (A/m) : intensità del campo magnetico
εo : costante dielettrica del vuoto
µo : permeabilità magnetica del vuoto
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DENSITÀ DI POTENZA
ELETTROMAGNETICA
•sorgente nello spazio libero
•punto nel campo lontano
E = Zw H
Zw = 377 Ω
onde e.m. piane
(TEM)
E2
P=E H=
= Z w H2 =
Zw
U
εo ⋅ µ o
DENSITÀ DI POTENZA EQUIVALENTE P E (W/m 2)
20
MISURAZIONE DELLE INTENSITA'
DI CAMPO
ONDE RADIO:
— INTENSITA' DI CAMPO ELETTRICO
ANTENNE LINEARI
— INTENSITA' DI CAMPO MAGNETICO
ANTENNE A SPIRA
MICROONDE:
— DENSITA' DI POTENZA
SONDE TERMICHE O ANTENNE
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CURVA BASE DEI VALORI LIMITE
PE
W /m²
V. M. 6 minuti
SAR ≤ 0,4 W/Kg
1000
A.C.G.I.H.
100
I.R.P.A.
10
0,04
1
10 100 1 10 100
GHz FREQUENZA
MHz
22
CONTROLLO DELL'ESPOSIZIONE
• effetto della distanza
• effetto dell'ambiente
CONTROLLO CON SCHERMATURA
C
R
T
SE = 20 log (E1 / E2)
SH = 20 log (H1 / H2)
A
SP = 10 log (P1 / P2)
S=A+R+C
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STIMA DI EFFICIENZE DI SCHERMATURA
A [dB]
FM
NFM
FREQUENZA
< 1 KHZ
1 ÷100 KHz
> 100 KHz
1
4
5
E
5
4
3
< 1 KHZ
1 ÷100 KHz
> 100 KHz
0
1
4
5
5
4
0 = < 10 dB
3 = 50÷
÷100 dB
R [dB]
H
O.P.
0
4
1
3
2
3
1
2
3
4
4
3
1 = 10÷
÷30dB
2 = 30÷
÷50dB
4 = 100÷
÷150 dB 5 = > 150 dB
24
PROVVEDIMENTI DI CONTROLLO
DELL'ESPOSIZIONE
Ø SCHERMATURA
•
•
•
•
schermi integrali
schermi a maglia
schermi sottili
aperture e conduttori
Ø CONTROLLO DELLE SORGENTI
Ø CONTROLLO DELL'AMBIENTE
Ø PROTEZIONE DELL'OPERATORE
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PROCEDURA DI VALUTAZIONE E
CONTROLLO
• esame dell’ambiente per individuare rischi
e fattori di rischio
• confronto tra le condizioni dell’ambiente
e condizioni ritenute idonee
• intervento tecnico e organizzativo per
eliminare o ridurre al minimo i rischi.
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LE RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE
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LE RADIAZIONI LASER
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