APROAPE DE O ATMOSFERĂ ELECTROMAGNETICĂ

prof. Mihaela Butoi

Liceul tehnologic “Petru Poni” Onești

Atmosfera Pământului a devenit, treptat, aproape una electromagnetică, constituită dintr-un ansamblu dezordonat de unde, provenite dintr-o mulțime de sisteme de comunicare. „Electrosmogul”, sau ceața electromagnetică, reprezintă astăzi o permanență care apasă asupra marilor orașe, o poluare gravă care, spre deosebire de cea tradițională, e una invizibilă, inodoră și incoloră.

Activităţile umane dau naştere la numeroase forme de poluare a mediului înconjurător. Diferite echipamente electrice sau electronice prezente în sistemele electrice pot injecta un curent perturbator în reţeaua de joasă tensiune sau radia câmpuri electromagnetice în mediul înconjurător.

Sursele de perturbaţii de origine artificială, produse în mod intenţionat de activităţile umane sunt: emisiile radio, emisiile de televiziune, emisiile radar, radiotelefoanele, emisiile de microunde etc.

Ca exemplu de surse de perturbaţii produse de activitatea umană în mod neintenţionat se pot aminti: echipamente industriale, ştiinţifice, medicale, tracţiunea electrică, aparate electrocasnice, tuburi fluorescente, motoare cu colector.

Instalaţiile aferente sistemelor electrice, precum şi echipamentele electrice şi electronice, consumatorii de energie electrică, prin specificul lor sunt surse de perturbaţii electromagnetice pentru sistemele naturale sau industriale.

Sistemele de tracţiune electrică cu motoare de curent alternativ la tensiune medie circa 25kV produc perturbaţii la frecvenţa de 50 Hz în liniile de telecomunicaţii din apropiere. Este posibil să apară şi unele defecte inerente pe linia electrică, ca de exemplu scurtcircuite, caz în care curenţii de scurtcircuit intenşi generează câmpuri magnetice puternice care induc t.e.m. de valori mari în instalaţiile tehnologice şi liniile învecinate cu care împart un traseu comun.

Spectrul de frecvenţe al semnalelor perturbatoare este deosebit de larg, respectiv între cca 0,001Hz, corespunzător variaţiilor curenţilor de dispersie produşi de tracţiunea electrică urbană şi platforme industriale cu echipamente alimentate în c.c. şi până la cca 5GHz utilizat în telecomunicaţii terestre.

De remarcat este faptul că, în practică, semnalele electrice perturbatoare, în marea majoritate a cazurilor, sunt nişte semnale compuse, respectiv peste un semnal fundamental, de obicei de 50Hz provenit din sistemul energetic trifazat se suprapun atât armonicele acestuia rezultate din neliniaritatea sistemelor de producere, transport, distribuţie şi utilizare a energiei electrice, cât şi tranzienţii datoraţi sistemelor de acţionare electrică (tracţiune electrică), precum şi o serie de semnale de înaltă frecvenţă (provenite de la generatoarele de înaltă frecvenţă industriale, emiţătoarele de radiofrecvenţă aferente sistemelor de radiocomunicaţii etc).

Un caz aparte de poluare electromagnetică, deosebit de frecvent, este reprezentat de curenţii de dispersie în c.a. produşi de liniile de cale ferată electrificată. În această situaţie, curenţii de dispersie apar în sol şi, implicit, trec prin conductele metalice pozate în apropierea căii ferate, atât prin inducţie (între linia de contact şi/sau şina bine izolate faţă de sol), cât şi datorită căderilor de tensiune pe calea de rulare (în special pe tronsoanele unde izolaţia dintre şină şi traversă/sol este deteriorată).

De remarcat este faptul că, datorită intensităţii curenţilor de tracţiune deosebit de mari, precum şi variaţiilor acestora (între zero la staţionarea garniturii şi valoarea foarte mare din timpul demarărilor), atât semnalele induse, cât şi cele datorate căderilor ohmice pe şină pot induce în conductele subterane curenţi de coroziune cu amplitudini mari, deosebit de periculoşi. De asemenea, se remarcă faptul că riscul degradărilor accelerate ale conductelor metalice subterane este sporit în apropierea căilor ferate, unde acţionarea electrică a motoarelor de tracţiune se realizează cu tiristoare (producătoare de regim neliniar).

În practică, deseori, conductele metalice aferente magistralelor de transport gaze naturale şi armăturile metalice ale structurilor din beton armat, sunt expuse simultan atât semnalelor perturbatoare provenite din liniile electrice aeriene, cât şi acelora de la liniile de cale ferată electrificată

În aceste condiţii, modelarea numerică şi analitică a situaţiilor concrete din teren reprezintă singura metodă viabilă şi eficientă de predicţie a zonelor de risc cu potenţiale periculoase şi de analiză a metodelor eficiente de înlăturare a efectelor negative ale acestora. Trebuiesc elaborate modelele fizico-matematice care pot furniza valori de referinţă pentru măsurătorile specifice în punctele operaţionale, date extrem de utile în urmărirea şi rezolvarea oricărei posibile anomalii în funcţionarea corectă a sistemelor supuse analizei.

Din aceste puncte de vedere, dezvoltarea de metode specifice de analiză, instrumente dedicate de modelare, precum şi colectarea de informaţii necesare pentru identificarea, modelarea şi predicţia problemelor de interferenţă electromagnetică în c.a., reprezintă în prezent o cerinţă extrem de importantă.

Desigur, actualmente, nu se poate concepe viaţa pe Pământ fără energie electrică, deci poluarea electromagnetică a mediului (sol şi atmosferă) există şi va exista. În scopul diminuării efectelor perturbatoare şi al găsirii celor mai adecvate soluţii tehnice, atât de reducere a amplitudinii semnalelor perturbatoare, cât şi de diminuare / eliminare a impactului asupra proceselor electrochimice din natură (în special, protecţia împotriva coroziunii a structurilor metalice), se impune studiul teoretic şi experimental al impactului poluării electromagnetice asupra cineticii reacţiilor electrochimice – în special a celor de coroziune – care apar la interfaţa sistemelor metal /electrolit.

Dezvoltarea sistemelor biologice într-un mediu ambiant penetrat de aceasta mare varietate de radiații a condus la dezvoltarea în organismele vii a unor sisteme proprii de protecție, atingând uneori un înalt grad de perfecțiune. Problema care se pune se referă la situațiile în care organismele vii sunt solicitate la unde diferite atât prin frecvența cât și prin intensitate față de cele naturale.

Undele electromagnetice produse de emițătoarele de putere au efecte devastatoare asupra organismului. În urma acțiunii lor asupra moleculelor din structura corpului uman rezultă radicali liberi. Aceștia se combină cu proteinele sau acizii nucleici din interiorul celulelor, fapt care duce la modificarea gravă a structurii lor. Membrana hematiilor (globulele roșii) se deteriorează, ajungându-se la distrugerea lor. La nivelul leucocitelor (globulele albe), radicalii acționează de asemenea până la distrugere sau le diminuează puterea de apărare. Acizii nucleici - purtători ai informației genetice - constituie ținta principală a radicalilor liberi, fapt ce duce la mutații genetice și la cancer.

Cea mai sensibilă structură la acțiunea undelor electromagnetice o reprezintă cristalinul, fapt care de cele mai multe ori duce la cataractă.

Deoarece canalul auditiv uman nu are o protecție naturală împotriva expunerii la radiații electromagnetice, există un risc potențial de 100% în cazul expunerii la radiații electromagnetice emise în zona pavilionului urechii. Undele electromagnetice emise de telefoanele mobile au acces direct, neprotejat la canalul auditiv și prin acesta la creier.

Pe lângă câmpurile electromagnetice care sunt produse artificial, noi suntem influențati și de variațiile câmpului magnetic produs pe Pământ, numit câmp geomagnetic. Oamenii care locuiesc lângă linii electrice de putere sunt afectați de acestea deoarece apare un sinergism între câmpul geomagnetic local și câmpul electromagnetic produs de linia electrică ca și de aparatele electrocasnice din apropiere, efectele intensificându-se astfel.

Într-adevăr, atmosfera Pământului a devenit, treptat, aproape una electromagnetică, constituită dintr-un ansamblu dezordonat de unde, provenite dintr-o mulțime de sisteme de comunicare. „Electrosmogul”, sau ceața electromagnetică, reprezintă astăzi o permanență care apasă asupra marilor orașe, o poluare gravă care, spre deosebire de cea tradițională, e una invizibilă, inodoră și incoloră, nu este perceptibilă de simțurile omului și conștientizată ca atare și necesită, pentru a i se marca existenţa și cuantifica consistența, măsurători efectuate cu aparatură specială.

Bibliografie

1. Hortopan, G., “Principii şi tehnici de Compatibilitate Electromagnetică”, Ed. Tehnică, Bucureşti,1998.

2. Schwab, A., “Compatibilitate electromagnetică”, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1996.

3. Simion, E., “Interferenţa electromagnetică”, Casa Cărţii de ştiinţă, Cluj-Napoca, 1999.