SURSE DE RADIAIE ELECTROMAGNETIC NEIONIZANTE

O radiaie electromagnetic const dintr-un cmp electromagnetic care se propag ntr-un mediu, sau cu alte cuvinte, dintr-o und electromagnetic.

De obicei emisia unei astfel de radiaii are loc atunci cnd o particul ncrcat electric efectueaz o micare accelerat.

Curentul electric este produs de micarea particulelor ncrcate electric n conductor. Ele genereaz un cmp magnetic; dac curentul electric este variabil atunci i va corespunde un cmp magnetic variabil.

O sarcin electric care execut o micare oscilatorie armonic n jurul unei poziii de echilibru are o acceleraie a crei variaie n timp este de o form elipsoidal. Sarcina electric n micarea oscilatorie emite deci o radiaie electromagnetic.

Drept exemplu se poate da un ansamblu format din dou particule ncrcate electric cu sarcini egale n valoare absolut, dar una pozitiv i alta negativ, deci de semn contrar.

Un astfel de ansamblu de dou sarcini electrice poart numele de ansamblu electric sau, mai uzual, dipol oscilant.

n consecin se poate afirma c un dipol oscilant emite o radiaie electromagnetic.

Cnd o particul electric se afl pe scurt durat ntr-o micare variat, apare imediat o radiaie electromagnetic. Un exemplu n acest sens ar fi frnarea unui electron exterior atomului n cmpul electric al nucleului acelui atom, moment n care se emite o radiaie electromagnetic care dureaz att ct dureaz frnarea electronului.

n concluzie, emisia unei radiaii electromagnetice se produce atunci cnd o particul ncrcat electric are o micare accelerat, acceleraia putnd fi negativ sau pozitiv.

Cantitativ, cmpul electromagnetic al unui dipol oscilant se caracterizeaz prin valorile cmpului electric i ale cmpului magnetic la o anumit distan de dipol.

Nu ne intereseaz aici expresiile matematice ale valorilor cmpului, care sunt n general complicate la distan mic de dipolul oscilant.

Vectorii cmp electric

E i cmp magnetic

H , la distana R destul de mare de centrul dipolului sunt perpendiculari ntre ei i perpendiculari pe direcia R de propagare prin unde electromagnetice (Fig. 1).

Propagarea cmpului electromagnetic

Ecuaiile lui Maxwell

Interaciunile electromagnetice sau cmpul electromagnetic variabil n timp se propag din aproape n aproape cu o vitez finit (egal cu viteza luminii c) sub form de unde electromagnetice. Aceast propagare a cmpului electromagnetic reprezint una din cele mai importante rezultate ale ecuaiilor lui Maxwell [1].

Dac considerm un mediu omogen, izotrop, liniar nedisipativ i fr distribuii de sarcin (, = const.; j = 0, = 0) ecuaiile lui Maxwell prezint o form mai simpl i anume:

rot H = tE

D = E (1)

rot E = -t

H

B = H (2)

div E = 0 j = 0 (3) div H = 0 unde: H i E intensitatea cmpului magnetic respectiv intensitatea cmpului

electric;

Fig. 1 Variaia n timp a cmpului E i H

i permitivitatea electric respectiv permeabilitatea magnetic a mediului strbtut;

D mrime vectorial egal cu produsul E; j densitatea curentului de sarcin, mrime vectorial a crui modul este

egal cu sarcina (dq) care trece n unitatea de timp printr-o unitate de arie (An) orientat normal pe direcia curentului i avnd direcia versorului vitezei medii egal cu viteza v de deplasare a particulei

vV

dtdAdqjn

(4)

aplicnd operaia rotor legii induciei electromagnetice se obine: rot rot E = 2t

ErotHtt

Hrot

(5)

unde: rot rot E = grad div E - E = -E (6) Deoarece div E = 0 atunci vectorul cmp electric E satisface urmtoarea

ecuaie diferenial:

01 22

2

tE

vE (7)

aceasta fiind o ecuaie de tip DAlembert, unde:

12 v (8)

reprezint viteza de faz. Aplicnd aceeai operaie rotor relaiei:

tErotH

(9)

i dup efectuarea unor transformri similare obinem relaia:

01 22

2

tH

vH (10)

Aceast relaie mpreun cu ecuaia:

01 22

2

tE

vE (11)

demonstreaz c n mediile considerate cmpul electromagnetic se propag sub form de unde avnd o vitez finit egal cu:

12 v (12)

n vid viteza de faz a undelor electromagnetice are valoarea:

00

1

c (13)

0 i 0 reprezint permitivitatea electric respectiv permeabilitatea magnetic a vidului (0 = 8,85610-12 F/m; h0 = 410-7H/m).

n cazul n care propagarea undelor electromagnetice are loc ntr-un mediu ideal caracterizat prin valorile relative r i r atunci viteza de faz va avea urmtoarea valoare diferit:

nccv

rr

(14)

ntr-un mediu n care r = r = 1 valoarea vitezei luminii este: c = 2, 9978 0,0001108 m/s, valoare care difer puin de viteza de propagare n vid (c = 2, 997760,00004108 m/s).

Producerea oscilaiilor electromagnetice

Circuit LC paralel Oscilaiile electromagnetice sunt produse cu ajutorul circuitelor oscilante

formate dintr-un condensator C i o bobin L (fig. 1). rezistena R reprezint: R = RL +RC

Fig. 2.2 Producerea oscilaiilor electrice cu ajutorul circuitului LC

Pe poziia 1 a comutatorului K condensatorul C se ncarc de la sursa de curent continuu E. Energia nmagazinat n cmpul electric al condensatorului este:

W = CU (15) Dup un timp, tensiunea de la bornele condensatorului devine egal cu

tensiunea sursei . La stabilirea comutatorului K pe poziia 2, valorile curentului i tensiunilor

sunt la momentul t = 0:

1 2

Uc = E i ic = 0 Pe msur ce condensatorul se descarc, curentul ic crete n valoare absolut

iar energia nmagazinat iniial n condensator se transform n energia cmpului magnetic al bobinei. O parte din energie se va consuma n rezistena R. la momentul t/2 Uc = 0, iar amplitudinea curentului n valoarea absolut este maxim. n continuare curentul scade n valoare absolut i produce n bobin o tensiune electromotoare de acelai sens cu curentul care duce la ncrcarea condensatorului C n sens invers. Energia se ntoarce n cmpul electric al condensatorului, mai puin pierderile n rezistena R.

Curentul ic devine din nou nul i fenomenul se repet. Curentul pentru o nou descrcare a condensatorului este notat n fig. 1 cu ic.

Dac se neglijeaz pierderile din circuitul oscilant energia din cmpul electric al condensatorului poate fi considerat ca fiind egal cu energia din cmpul magnetic al bobinei:

2

21

21

CC LiCU sau CL

iU

C

C 2

2

(16)

dar : C1

CC

C xi

U rezult:

CL

C 1 (17)

unde este pulsaia oscilaiilor:

CL

1 (18)

iar frecvena oscilaiilor corespunztoare acestei pulsaii este dat de relaia:

2

(19)

Schimbul de energie dintre C i L are un caracter oscilatoriu, tensiunile i curenii variaz n timp sinusoidal cu un defazaj de 90.

uc =ucm cos t (20) ic =Icm sin t (21) Oscilaiile produse n circuitul LC din fig. 2 se numesc oscilaii libere, ele

micorndu-i n timp amplitudinea datorit consumului de energie n rezistena R (fig. 3 a), frecvena rmnnd constant.

Dac se intervine din exterior cu energie care s compenseze pierderile atunci oscilaiile au amplitudinea constant (fig. 3 b).

n cazul n care energia din exterior este mai mare dect pierderile pe circuit, atunci amplitudinea oscilaiilor crete n timp (fig. 3 c).

Fig. 3 Oscilaii electrice produse cu circuitul LC Circuitul oscilant serie

Acest circuit este reprezentat n figura 4 i este format dintr-un condensator C i o inductan L legate n serie. Rezistena R reprezint suma rezistenelor electrice a bobinei, a dielectricului i a firelor de legtur.

Fig. 4 Circuit oscilant serie Conform legii a II-a a lui Kirkhoff se poate scrie:

idtCdtdiLRIU 1 (22)

Se consider c tensiunea are o variaie sinusoidal. Sub form simbolic curentul are expresia:

tjIi m exp deci:

mIjdtdi

, iar jI

idt m (23)

Introducnd aceste valori n ecuaia dat de relaia lui Kirkhoff se obine:

ucm u'cm

UC UC UC

t t t

a b c

C L R

UC UL UR

I

u = Um sin t

cLjRI

cjILjIRIU

11 (24)

n care:

LC1

reprezint pulsaia oscilaiilor;

j densitatea de curent (A/m) Impedana circuitului este :

RjXc

LjRI

UZ

1

(25)

Modulul impedanei i unghiul de faz dintre curent i tensiune are expresiile:

22 XRZ ; RXarctg , (26)

dac pulsaia generatorului () este egal cu pulsaia proprie circuitului 0 se obine fenomenul de rezonan.

Dac reactana total a circuitului X = 0, atunci circuitul serie se afl la rezonan.

Asta nseamn c impedana circuitului va fi minim, curentul maxim, iar tensiunea la bornele bobinei, respectiv condensatorului ULm, UCm sunt egale i defazate cu 180.

RZ 0 ; RUI 0 ;

000

1

c

ILI sau UL=UC (27)

Raportul tensiunilor UL i U se noteaz cu Q i se numete factor de calitate:

QR

LRI

LIUU L 0

000

1 i UL = UC = UQ (28)

Din relaia de mai sus rezult c la rezonan tensiunile de la bornele condensatorului i ale bobinei sunt fiecare de Q ori mai mari dect tensiunea sursei. Acest factor de calitate Q pentru bobinele utilizate n circuitele electronice poate varia ntre 50 i cteva sute.

Cnd frecvena generatorului nu este egal cu cea a circuitului (f f0) se produc oscilaii forate avnd amplitudinea mai mic dect la rezonan.

Acest circuit serie este utilizat n instalaiile radiotehnice pentru separarea oscilaiilor de o anumit frecven (selectivitate). Selectivitatea se determin prin banda de trecere a circuitului care reprezint domeniul de frecven n care amplitudinea curentului scade pn la 707,02/1 din valoarea maxim. Banda de trecere variaz invers proporional cu factorul de calitate al circuitului.

Antene de emisie surse de radiaie electromagnetic

n anten se produc oscilaii asemntoare cu oscilaiile electromagnetice din circuitul LC. Astfel n mediul nconjurtor antenei apar radiaii hertziene care se propag n spaiu cu viteza c. Frecvena radiaiilor hertziene (radiaiile electromagnetice n domeniul de frecvene alocat radiofoniei se mai numesc i radiaii hertziene dup numele descoperitorului lor, fizicianul Hertz) este dat de relaia:

LCT 2 (29)

LC1

21

(30)

Pentru a obine radiaii hertziene cu frecvene din ce n ce mai mari de folosesc bobine cu inductane L mai mici i condensatori cu capaciti C mai mici.

Exemplu: cu o bobin cu cteva spire, inductana HL 1 i cu un condensator de capacitate pFC 1 se obine:

HzLCFpFC

HHL 812

6

106,1121

101101

(31) Lungimea de und n vid a acestei radiaii este:

mc 2106,1

1038

8

0

(32) Cu circuite n care L i C au valori i mai reduse se obin unde hertziene cu

frecvene i mai mari, dar aceste circuite au construcii speciale ajungndu-se astfel la frecvene pn la 1012 Hz.

La aceste circuite ansamblul bobin condensator este nlocuit de o cavitate, unde inductana i capacitatea nu mai sunt localizate n bobin i condensator ci sunt distribuite n toat cavitatea.

Astfel de caviti se numesc caviti rezonante fiind folosite n construcia circuitelor n care se produc unde hertziene de foarte nalt frecven (microunde).

O clasificare din punct de vedere al telecomunicaiilor se poate observa din urmtorul tabel:

Tabelul 1 Frecvena Denumirea 10 12 kHz 30 km 2 km unde foarte lungi 150 400 kHz 2 km 750 m unde lungi 400 1500 kHz 750 200 m unde medii 1500 6000 kHz 200 50 m unde intermediare 6 30 MHz 50 10 m unde scurte

30 300 MHz 10 1 m unde ultrascurte 300 3000 MHz 1 m 10 cm unde decimetrice 3 30 GHz 10 1 cm unde centimetrice 30 300 GHz 1 cm 1 mm unde milimetrice 300 3000 GHz 1mm 0,1 mm unde submilimetrice

Undele hertziene sunt folosite n telecomunicaii pentru a purta urmtoarele

semnale: sunete (radiofonie, radiotelefonie); imagini (televiziune, videofonie).

Semnalele sunt purtate de undele electromagnetice; acest fenomen prin care semnalul modific oscilaia electromagnetic purttoare se numete modulaie, antena emind o und modulat n amplitudine reprezentat printr-o ecuaie care exprim elongaia y funcie de timpul t.

y = Amod(t) cos 2t (33) unde Amod reprezint amplitudinea modulat. Amplitudinea modulat poate fi scris sub forma ntlnit la studiul

fenomenului btilor, avnd evident o variaie n timp. Se poate scrie: Amod = 2A cos 2modt (34) dac semnalul este cosinusoidal. Circuitul oscilant cu bobin i condensatorul n derivaie (fig. 2) poate fi

utilizat pentru a radia n spaiu energie electromagnetic cu condiia ca frecvena oscilaiilor s fie foarte mare.

n aceste condiii, cnd circuitul este alimentat din exterior pentru compensarea pierderilor cu curent de nalt frecven, atunci orice conductor poate radia n spaiu unde electromagnetice. Conductorul are o inductan iar la extremitile sale prezint o capacitate electric.

n figura 5 se prezint distribuia curentului i tensiunii n lungul unei astfel de antene sub form de conductor iar n fig. 7 este reprezentat radiaia electromagnetic de ctre un conductor. Intensitile cmpurilor variabile E i H sunt reprezentate n planuri perpendiculare.

Proprietatea conductoarelor de a radia energie electromagnetic cnd sunt

parcurse de cureni de nalt frecven este reversibil. Asta nseamn ca prin simpla prezen a unui conductor ntr-un cmp electromagnetic de nalt frecven n el iau natere cureni de nalt frecven. Se nelege deci c acest fenomen poate fi utilizat pentru emisia i recepia undelor electromagnetice.

Eficacitatea antenei, adic proprietatea de a radia i recepiona energia electromagnetic depinde n mare msur de raportul dintre dimensiunile geometrice ale antenei i lungimea de und a circuitului oscilant electromagnetic:

= 2l (35) unde: lungimea de und a oscilaiilor electromagnetice de nalt frecven; l lungimea antenei. Distribuia curentului i a tensiunii n lungul unei antene nu este uniform.

Aceste mrimi sunt decalate cu un sfert de perioad (T/4 sau 90). Acest defazaj se observ n figura 5.

Dup direciile pe care radiaz energie electromagnetic, antenele se mpart n:

directive; unidirecionale; omnidirecionale.

Antenele nedirective radiaz energie uniform n toate direciile, fiind utilizate n special n staiile de radiodifuziune i n unele staii radio de legtur. Obinuit n radiodifuziune se utilizeaz antene verticale (filare) care au conductorul radiant perpendicular pe sol. Ele au lungimea egal cu un sfert din lungimea de und pe care lucreaz staia de emisie (l = /4). n funcie de locul unde se instaleaz i de lungimea de und utilizat, nlimea pe care o au este

U

LA i

Fig. 5 Distribuia curentului i tensiunii n lungul unei antene conductor LA bobin de cuplaj cu circuit oscilant; U variaia amplitudinii tensiunii; i variaia amplitudinii curentului.

cuprins ntre 10 20 m. ele sunt alctuite din mai multe segmente sau dintr-un singur conductor izolat fa de sol.

n gama undelor metrice se utilizeaz antene directive formate dintr-un dipol activ, un dipol reflector i civa dipoli directori. Acest tip de anten, numit i canal de und este folosit de obicei n televiziune i n legtur radioreleu. Dipolul activ are o lungime l /2 i este alimentat de la emitor dac emite i la un amplificator dac recepioneaz. Celelalte elemente nu sunt alimentate direct ci sunt parcurse de cureni indui de dipolul activ. Dimensiunile i distanele dintre elemente se aleg n funcie de lungimea de und, n aa fel nct ntr-un sens radiaiile tuturor dipolilor s fie n faz, deci s se nsumeze, iar n cellalt sens s fie n opoziie de faz i deci s se scad.

Fig. 6 Schema bloc a unui emitor: O oscilator; AP amplificator de putere;

MOD modulator;

M microfon; CA circuit de anten.

Mai sunt i alte tipuri de antene, cum ar fi: antene cu reflector parabolic,

antene n form de plnie (horn) utilizate n gama undelor centimetrice. n concluzie, sursele de radiaie electromagnetic sunt antenele care emit

ntr-o gam larg de lungimi de und montate n circuitele de ieire a emitoarelor. n figura 6 se prezint schema bloc a unui emitor.

n ceea ce privete cuvntul surs de cmp electromagnetic, el are un sens mai larg, mai cuprinztor. n afar de cmpuri electromagnetice generate de antenele emitoarelor, care sunt create artificial, mai sunt i cmpurile naturale produse de surse terestre (atmosferice) sau cosmice (extraterestre, extragalactice).

n aceast lucrare se vor trata numai cmpurile lecromagnetice emise de emitoare (radio tv, telefonie celular) deoarece acest domeniu de frecvene are efecte nocive mai intense asupra sntii.

O AP CA

MOD M

Puterea emitorului determin btaia staiei de emisie, adic distana maxim la care se poate stabili o legtur sigur sau la care informaia transmis se aude ntr-un receptor.

Caracteristici mai importante ale antenelor a) nlimea efectiv Antena n reprezentat n fig. 8 are nlimea fizic h. Curentul este nul

la vrf i maxim la baz (are un ventru). nlimea efectiv he reprezint lungimea conductorului parcurs de un curent uniform i egal cu curentul maxim (din ventrul de curent al antenei considerate) care ar produce acelai cmp la distana dat n direcia principal de radiaie. n figura 8 s-a construit dreptunghiul ABCD, care are aceeai suprafa ca i suprafaa mrginit de conturul ABE i baza egal cu Im.

b) Rezistena de radiaie referitoare la un punct p al unei antene filiforme este egal cu raportul dintre puterea radiat de antena PA i ptratul intensitii curentului n punctul respectiv.

H H E Fig. 7 Radiaia energiei electro-

magnetice de ctre un conductor

Fig. 8 nlimea efectiv a antenei

Deci, conform definiiei avem relaia:

20I

PR ap (36)

c) Impedana la borne (impedana de intrare) reprezint raportul dintre tensiunea aplicat U (la borne) i curentul I absorbit de anten n timp ce funcioneaz ca anten de emisie. Relaia ce exprim acest parametru este:

I

UZ (37)

d) Puterile i randamentul. Puterea total a antenei PA este egal cu suma puterii de radiaie P = IR i a

puterii consumate n conductorul antenei, n izolatoarele care o susin i n priza de pmnt. Dac rezistena echivalent pierderilor se noteaz cu rA , rezistena total a antenei cu RA, puterea absorbit de anten i randamentul, vom avea urmtoarele expresii:

RA = R + rA ; PA = I2RA ; AP

P (38)

e) Frecvena proprie a unei antene este cea mai mic dintre frecvenele de rezonan i este exprimat de relaia:

AAA CL

2

1 (39)

unde: LA i CA sunt inductana, respectiv capacitatea proprie conductorului antenei.

n concluzie, antenele de emisie sunt antene acordate pe frecvena radioemitorului, care primesc energia electromagnetic, prin intermediul unei linii de alimentare, de la un radioemitor i o transfer mediului nconjurtor.

Propagarea undelor electromagnetice n atmosfera

Pmntului Undele electromagnetice se propag n general pe dou ci:

unde directe (linia 1 i 3 din fig. 10); unde indirecte (linia 2 din fig. 10).

Fig. 9 Structura ionosferei Atmosfera terestr (fig. 9) se ridic pn la o nlime de 2000 3000 km

cnd se pierde n spaiul interplanetar . Stratificarea ei n troposfer (h = 10 18 km), stratosfer (h = 60 80 km) i

ionosfer (h = 60 km) este pur convenional. Ionizarea aerului se produce sub influena radiaiilor emise de Soare i de unele particule de mari energii care vin din spaiul intergalactic. Mediul de ioni i electroni format se comport ca un obstacol pentru undele electromagnetice care, trimise sub un anumit unghi se reflect spre Pmnt. Aceste reflexii pot crete i datorit plasmei rezultate n urma curenilor meteorici. n fig. 9 sunt reprezentate straturile atmosferei i concentraia n sarcini electrice ntr-un cm3 la diferite nlimi n atmosfera liber.

Ziua exist stratul D care dispare noaptea datorit lipsei sursei de ionizare (Soarele). Din aceeai cauz, straturile F1 i F2 se contopesc ntr-un singur strat F.

Pmntul

h(km)

F1

F2

E

D 100

200

300

400

500

600

N (e/cm3)

Pmntul

ionosfer

emisie recepie

1

2 3 Fig. 10 Cile posibile de propagare a undelor electromagnetice

n funcie de lungimile de und, undele electromagnetice utilizate n emisiile radiofonice se mpart n:

- unde lungi ( peste 300m i sub 100kHz), (UL); - unde medii (200 300 m i 1,5 MHz 100 kHz), (UM); - unde scurte (10 200 m i 30 1,5 MHz), (US); - unde ultrascurte (1mm 10 m i 300000 30 MHz), (UUS). Undele lungi (UL) se propag ca unde de suprafa i spaiale, fiind

reflectate de straturile D i E. Aceste unde sufer fenomenul de difracie, care se manifest la undele de suprafa (linia punctat 3, fig. 10). Propagarea are loc att ziua ct i noaptea, nefiind influenat de gradul de ionizare a atmosferei.

Undele medii (UM) sunt absorbite de stratul D din atmosfer iar legtura radio se realizeaz numai prin unda direct. Influena solului se manifest prin micorarea btii datorit absorbiei unei pri de energie transportat de und. De exemplu, o staie de 1 kW, cnd lucreaz pe = 3000 m are o btaie de 1500 km, iar cnd lucreaz pe = 200 m are o btaie de numai 100 km. Noaptea, unda medie se reflect de stratul F, legturile realizndu-se pn la distane de 4000 5000 km pentru emitoarele de puteri mari.

Undele scurte ( U.S.10 200 m, 30 1,5 MHz) se propag numai ca unde indirecte reflectndu-se de stratul F. Se realizeaz legturi radio pe distane foarte mari, undele fiind reflectate i de suprafaa solului (curba 2 fig. 2.10).

Undele ultrascurte (U.U.S. 1 m 10 m, 300 GHz 30 MHz) se propag numai ca unde directe, ele suferind n atmosfer (troposfer) fenomenul dispersiei. Pentru transmiterea la distan a semnalelor sunt necesare instalarea unor staii de retranslaie (relee pentru retransmisie) pentru acoperirea unor zone, tiind c i solul influeneaz pierderile de energie. Aceste unde sunt utilizate de ctre sistemele de telefonie mobil GSM (0,9 1,8 GHz). Pentru a realiza condiii bune pentru utilizarea telefoniei mobile sunt necesare mai multe staii-releu pentru retransmisii.

Poluarea electromagnetic

Consideraii generale

Cmpurile electrice si magnetice fac parte din mediul nconjurtor. Fenomenul de inducie mixt inducia electromagnetic i inducia

magnetoelectric produc, fiecare n parte, un cmp electromagnetic, aa cum a rezultat din materialul anterior.

n spaiul unde variaz un cmp magnetic apare un cmp electric variabil. Prin urmare, n spaiul considerat exist concomitent un cmp magnetic i un cmp electric n continu variaie. La rndul su, cmpul electric variabil produce i el, prin inductia electromagnetic, un cmp magnetic variabil, care se opune variaiei cmpului magnetic inductor. Se dovedete astfel c cele doua fenomene de inducie mixt sunt solidare ntre ele i simultane.

Un astfel de cmp, constituit din mbinarea intim, genetic, a unui cmp electric variabil cu un cmp magnetic variabil, se numete cmp electromagnetic.

Cmpul electromagnetic reprezint o form anumit a materiei caracterizat printr-o serie de proprieti ntre care amintim urmtoarele:

- distribuia continu n spaiu; - propagarea cu viteza luminii; - producerea de aciuni mecanice asupra curenilor electrici i asupra

particulelor electrizate. Cmpul electromagnetic poart cu sine o cantitate de energie care poate s

se transforme n alte forme de energie: mecanic, termic, chimic etc. Pe baza formulei lui Einstein: 2mcW (40)

putem atribui cmpului electromagnetic o mas. Masa unitii de volum, adic densitatea cmpului electromagnetic, este complet neglijabil.

Masa cmpului electromagnetic exercit n timpul propagrii o presiune asupra corpurilor cu care vine n contact.

Cmpurile electrice i cele magnetice reprezint dou aspecte diferite ale cmpului electromagnetic care este unic i are o existenta obiectiv, independent de observaiile noastre.

mprirea cmpului electromagnetic n cmp electric si cmp magnetic este ns relativ, depinznd de condiiile de observare.

Pentru a sesiza riscurile cmpului magnetic, respectiv electric, trebuiesc cunoscui parametrii acestora.

Mrimea care msoar intensitatea cmpului magnetic este inducia B, msurat n Tesla (T) n sistemul S.I. i gauss (G) n sistemul C.G.S., unde:

GsT 410 Aceste dimensiuni sunt utilizate in primul rnd la msurarea cmpului

magnetic al pmntului. n orice caz, ntregul spectru electromagnetic este responsabil pentru derularea n condiii normale a existenei umane.

Problema care se pune este aceea dac numai energia ionizant este responsabil pentru anumite maladii sau dac i particulele neionizate ale spectrului electromagnetic au contribuii n acest sens.

Radiaiile neionizante au aciune att fotochimic ct i termic. Reaciile fotochimice primare se produc prin absorbia energiei radiate n

zonele ultraviolet i vizibil ale spectrului. Efectele termice sunt produse iniial prin absorbia radiaiei n vizibil,

infrarou si microunde. n sistemele biologice, transferul de energie produce excitarea electronilor,

conducnd la disocierea molecular, disiparea energiei de excitaie sub form de fluorescen sau fosforescen, formarea radicalilor liberi i descompunerea la temperaturi nalte.

Cu privire la radiofrecvena i radiaia microundelor ntre 10 MHz si 300 GHz se tie c microundele interacioneaz cu materia primar prin conversia energiei electromagnetice la energie potenial molecular n mediul absorbant, unde disiparea energiei poteniale conduce la producerea de cldur.

Adncimea de penetrarea a microundelor n corpul uman este aproximativ egal cu 0,1 din lungimea de und ntre 3 cm si 200 cm.

Unda electromagnetic n aceast zon a spectrului rezult din cmpuri electrice msurate n volt/metru i din cmpuri magnetice msurate n amper/metru. Pentru zona ndeprtat a cmpului se utilizeaz densitatea de putere S msurat n watt/m pentru a caracteriza calitativ cmpul magnetic al antenelor i releelor de retransmisie.

Consumul de energie electromagnetic n sistemele biologice este dat de rata specific de absorbie - S.A.R. n W/Kg sau de absorbia specific S.A. n Joule/Kg pentru radiaia pulsatorie.

Ca origine, radiaiile electromagnetice au dou surse: natural si artificial. - radiaiile electromagnetice naturale sunt de origine terestr sau

extraterestr, cel mai important rol avndu-l pentru organismul viu radiaiile solare; - radiaiile electromagnetice artificiale sunt consecine ale activitii umane

Se poate spune c lungimile de und ale radiaiilor electromagnetice variaz ntre

zero i infinit; deocamdat limitele extreme cunoscute sunt 0,000000003 mm (pentru radiaiile nucleare gamma) si 300.000 Km pentru oscilaii infraacustice.

Radiaiile electromagnetice influenteaz procesele din organismele vii care obin o mare parte din energia necesar existenei lor din energia electromagnetic existent n mediul nconjurtor. Astfel, aciunea luminii vizibile influeneaz ritmurile biologice la plante i vieti. Radiaiile ultraviolete pot fi stimulante sau nocive, n funcie de parametrii expunerii. Radiaiile infraroii se manifest printr-un efect caloric mai pronunat asupra organismelor vii.

Radiaiile ionizante determin o serie de modificri biologice imediate urmate de transformri care se manifest i la generaiile urmtoare prin tulburri genetice.

Curentul continuu, curenii de joas frecven i microundele sunt utilizai n terapeutic, avnd efecte pozitive asupra organismului viu.

Radiaiile electromagnetice naturale particip ntr-o proporie destul de nsemnat la formarea i meninerea cmpului electric atmosferic. Aceasta este o consecin a proceselor de ionizare, principala cauz fiind Soarele prin emisia de radiaii n spectrul ultraviolet. O alta cauz a cmpului electric atmosferic este radiaia cosmica. Aceasta este o radiaie crepuscular i electromagnetic, parial de origine extraterestr i parial rezultat din reacii nucleare ntre particule provenite din spaiul extraterestru si nucleele gazelor din atmosfer. Cmpul electric atmosferic are o intensitate, n medie, de 75 V/m. n timpul iernii aceast valoare se poate dubla. n decursul a 24 h el are valori minime la ora 4 a.m. i maxime la sfritul zilei.

n ceea ce privete efectele biologice ale cmpului electric atmosferic s-au fcut nc puine cercetri care, totui, au scos n evidenta unele aspecte.

Astfel, A. Kreuger a afirmat pe baza msurtorilor fcute, c aerul pe care l respir organismele vii conine ioni pozitivi si ioni negativi. Ionii pozitivi sunt nocivi pentru organism, dnd tulburri funcionale (oboseala somnolen, accelerarea ritmului respirator si a presiunii arteriale) iar ionii negativi au efecte binefctoare n unele boli alergice.

Mediul i perturbaiile electromagnetice

Compatibilitatea electromagnetic Ideea de compatibilitate electromagnetic i are originea n procesul de

influenare sau interferen cunoscut n tehnica radio, n sensul c dac un receptor radio, acordat pe frecvena unui emitor radio, recepioneaz i un alt emitor se asist la un fenomen de interferen. Cu timpul, odat cu nmulirea instalaiilor i aparatelor electrice, alturi de emitoarele i receptoarele radio convenionale, din

punct de vedere al compatibilitii electromagnetice, a aprut necesitatea de a se reconsidera coninutul noiunilor de emitor si receptor. Permanenta sporire a puterii, mrimea complexitii i a numrului echipamentelor ce genereaz incidental perturbaii electromagnetice, conjugate cu creterea continu a cerinelor privitoare la sigurana n funcionare a sistemelor electronice si de automatizare, precum i a preteniilor privitoare la numrul de canale ce pot fi recepionate, fapt ce implic compatibilitatea emisional , la raportul semnal/zgomot, i n general la calitatea recepiilor radio si TV, au impus compatibilitatea electromagnetic, att ca disciplin dinamica cu numeroase subramuri ct i prin eforturile de prezervare a calitii mediul electromagnetic, ca o component a vieii .

Compatibilitatea electromagnetica (CEM) a unui sistem, aparat sau configuraie electrica sau electronic, const n abilitatea acestuia de a-i mplini cerinele funcionale la performanele specificate fr s fie deranjat n cazul unor niveluri perturbative precizate emise de alte aparaturi n respectiva ambian electromagnetic.

n acelai timp, funcionarea sa nu trebuie s influeneze, prin generarea de perturbaii proprii de niveluri mai mari dect cele prescrise funcionarea corect a celorlalte aparaturi.

Cu alte cuvinte, compatibilitatea electromagnetic (CEM) reprezint starea electromagnetic stabilit ntre un emitor si un receptor.

Aceasta stare presupune ca: - semnalele emise de emitor s ajung la receptorul vizat i n acelai timp

funcionarea emitorului s nu pericliteze sigurana proprie de func-ionare, s nu influeneze alte conexiuni electromagnetice existente ntre alte emitoare si receptoare;

- receptorul s reacioneze numai la emitorul ales, adic, s capteze numai semnalul emitorului ales.

Problemele referitoare la influenele electromagnetice nu sunt noi. Aspecte privind fenomenele de interferen ale undelor luminoase au fost

tratate din antichitate, iar primele solicitri ce urmreau adoptarea de msuri antiperturbative au fost aplicate nc de la nceputul sec. al IX-lea, odat cu necesitatea protejrii liniilor de telegrafie cu fir lucrnd n general n cod MORSE de efectele fulgerelor. Dar n ultimele decenii, n care se constat o cretere pe plan mondial cu cca 3dB (de 1,4 ori) la fiecare civa ani a nivelurilor electromagnetice ambientale, urmeaz a se acorda o atenie special compatibilitii electromagnetice.

Dei n relaie cu CEM se efectueaz msurtori si evaluri pentru a se identifica sursele perturbatoare i realiza nscrierea acestora n nivelurile admise, ct i n vederea cunoaterii perturbative ambientale, rezultatele obinute nu ofer ntotdeauna un nivel suficient de predicie. Acesta este cazul interferenelor

generate de fulgere sau al armonicelor produse la distane mari de susceptori, de ctre instalaiile industriale ce ncarc dinamic, foarte rapid si neliniar reelele de alimentare. Susceptorii, acele aparate susceptibile s fie influenate de nivelul perturbaiilor ambientale, au nceput s aparin celor mai variate domenii: calculatoarele personale deranjeaz recepia TV, emitoarele portabile perturb sisteme de reglare automata analogice sau convertoare cu semiconductoare, emisia TV color poate influenta n mod defavorabil recepia TV alb-negru, dispariii fugitive ale ctorva semialternane ale tensiunii de alimentare conduc la volatilizarea informaiilor culese n computere bancare, roboii industriali i amalgameaz n mod nedorit funciunile dup tranziia pe reea a unui oc perturbativ, sisteme aerospaiale nu funcioneaz corect din cauza emisiei radio a unui dispecerat TAXI, aeroporturi i nchid temporar utilizarea pistelor din cauza interferentelor cu diferite emitoare de exemplu, pe 243MHz, pentru comanda unei pori de garaj, etc.

Este demn de subliniat faptul c aspectele pe care le incumb compatibilitatea electromagnetic se deruleaz din domeniul microelectronicii de la nivelul intimitii microcomponentelor cipurilor, escaladeaz n domeniul configuraiilor cu cablaje imprimate, module cu cipuri, subsisteme, sisteme, intersisteme, ansambluri de sisteme, sisteme foarte mari, sisteme planetare, sisteme interplanetare. Efectele perturbative pot avea drept urmare nu numai alterarea calitii semnalului radio-TV recepionat sau din bucla de msur i reglare a unui sistem automat etc., ci ele pot determina comenzi false i avarii n instalaii. De aceea noiunea de compatibilitate electromagnetica (CEM) este considerat astzi drept consacrat (EMC-Electromagnetic Compatibility, EMS-Electromagnitnuiu sovmestimosti, EMV-Electromagnetische Vertraglichkeit, CEM-Compatibilite Electromagnetigue), introdus uneori i ca disciplin universitar, constituind un complex de studii i msuri, n primul rnd un obiectiv al proiectrii, n vederea atenurii interinfluenelor parazite i viabilizrii parafrazei funcioneaz, dar permite i aparatului nvecinat s funcioneze.

CEM caracterizeaz att nivelurile perturbative prezente sau predictibile din mediul ambiental, inclusiv de transmitere, ct i nivelurilor de imunitate ale susceptorului, respectiv ale aparatului sau sistemului susceptibil, s fie perturbat n funcionarea sa de ctre factori determinai de mediul electromagnetic.

nfptuirea compatibilitii electromagnetice const n coordonarea nivelurilor perturbative ce exist sau potenial ar putea s apar n mediul electromagnetic, cu nivelurile de imunitate i respectiv marginile de compatibilitate pe care le ofer susceptorii.

Marginile, noiune consacrat n domeniul CEM, evideniaz rezerva de nivel pe care o posed susceptorul n raport cu nivelul perturbativ din mediu i care

odat depit conduce la situaii inadmisibile sau defavorabile perturbativ, la ieirea susceptorului.

Compatibilitatea electromagnetic a unui sistem sau aparat electronic este caracterizat de trei componente:

- imunitatea (rezistena) la perturbaii externe; - imunitatea la perturbaii interne (prin intermodulaii) sau combinaii de

perturbaii interne i externe; - emisia perturbativ proprie a aparatului sau sistemului respectiv n

ambientul electromagnetic. CEM se refer , adiacent altor probleme tiinifice specifice, i la aspecte

privitoare la testare, standardizare, aparaturi i condiii de simulare a mediului electromagnetic perturbativ, precum i la elemente economice, sociale, organizatorice, de planificare si de predicie.

Generatoare de perturbaii electromagnetice

Prin numrul de perturbatori, tipul perturbaiilor i mai ales puterea

interferenial, nivelele perturbative sporesc continuu. Fenomenele perturbative se pot datora, pe de o parte, unor emisii

intenionate, dar fr scopuri perturbative, ale cror componente interfereaz cu alte semnale genernd fenomene de intermodulaie, blocarea intrrilor (desensibilizare) prin suprasaturare sau efecte RAA (reglaj automat al amplificrii), caz n care perturbatorii sunt de band ngust, iar pe de alt parte, generatoarelor intenionate sporadice, naturale sau construite de factorul uman i care genereaz semnale de band larg .

Din categoria perturbatorilor n spectre nguste fac parte emitoarele i receptoarele TV, n general emitoarele, mai ales cele mobile ale radio-amatorilor, aparatura industrial i medical de nalt frecven, mai ales prin armonice.

n zona emitoarelor radio, intensitatea cmpului electric poate depi 1 V/m, iar la 1 m de un radioemitor portabil de 10 W, circa 5 V/m, valori ridicate dac se tine seama i de mobilitatea perturbatorilor.

Impulsurile transiente reprezint rezultatul unor modificri ale condiiilor din reeaua de alimentare si pot fi generate de: convertoare, redresoare sau tiristoare, de iluminatul luminiscent, relee cu contacte sau comutatoare statice, de scurtcircuite i de reconfigurri ale reelei, de un numr nelimitat de aparate electro - casnice, de motoarele cu aprindere prin scnteie, de curenii liniilor de nalt tensiune, descrcri i efecte CORONA n preajma acestora, de distorsiunile armonice si nearmonice ce apar pe reea ca urmare a pornirii sau funcionrii sarcinilor neliniare, de crestturi sau dispersii fugitive, adeseori ndelungate,

respectiv de sute de ms n nivelul tensiunii de reea, descrcri electrostatice, fenomene meteo (n special fulgere, pete solare, ionizarea atmosferei), explozii nucleare, emisiile staiilor radar etc.

Exemple privind intensitatea cmpului generat n interiorul cldirilor de diferite emitoare externe , la o atenuare introdus de perei de cca 6 dB:

Tabel2

TIPUL EMITORULUI

PUTERE (W)

FRECVENTE ( MHz)

INTENSITATEA CMPULUI (V/m)

Emitoarele mobile 25W 30-470 1 la 30 m de emitor

Emitoare radio TV 50KW 30-960 0,5 500 m de emitor

Fulgerele i procesele ce le declaneaz produc diferene de tensiune de

circa 1000000 V, cureni de vrf de pn la cca. 150000 A, i deoarece raportul di/dt are valori de cca. 200000A/ms, efectele rezultate sunt deosebit de pregnante, inclusiv din punct de vedere electromagnetic .

Descrcrile electrostatice, consecin a acumulrilor sarcinilor electrice, determin formarea la suprafaa corpului uman, n cei civa zeci sau sute de pF dintre el i elementele conductive ale unor tensiuni de pn la 30000 V. Cmpul electric oscilant ce apare ca efect indirect al ESD (Electrostatic Discharge), poate prezenta o valoare tipic de cca. 100 V/m la distanta de 1 m, ceea ce reprezint un nivel foarte ridicat.

Liniile electrice aeriene de nalt i foarte nalt tensiune sunt nsoite in funcionarea lor de aa numitul efect Corona, care se manifest prin descrcri autonome i incomplete concentrate n jurul elementului aflat sub tensiune.

Ca orice descrcare electric, efectul Corona este nsoit de zgomote i de lumin. Sub liniile aeriene de 220 i 400 V ca i n staiile de transformare cu aceleai tensiuni, se aud permanent prituri date de acest efect, iar n unele cazuri, noaptea, se observ i efectul luminos al fenomenului.

Efectul Corona determin apariia unor manifestri nedorite ale instalaiilor cu tensiuni peste 245 V n curent alternativ, i anume: pierderi Corona, perturbaii radio, perturbaii de televiziune si zgomote audibile. Aceste manifestri nedorite reprezint o poluare electromagnetic datorat instalaiilor electrice.

Emitoarele i receptoarele radio TV, emitoarele radar i aparaturile adiacente se constituie ntr-o clas larg de perturbatori, cu precdere pe frecvene discrete.

Echipamentele electronice de calcul genereaz perturbaii pe frecvene discrete n general pe armonicele ceasurilor, ceasuri cuprinse ntre 2 i 30 MHz, pe

frecvene variabile dinamic ale oscilatoarelor surselor n comutaie avnd fundamentalele ntre 10 i 100 kHz precum i zgomot continuu.

Echipamentele ISM (industriale, tiinifice i medicale) pot genera energii de RF ntr-o banda larg. De pild un echipament pentru lipit mase plastice poate genera puteri apreciabile pe frecvene cuprinse ntre 10 i 35 MHz, echipamentele de nclzire genereaz perturbaii cu fundamentala ntre 50 i 500 kHz.

Efectele asupra sntii produse de cmpurile electromagnetice generate de emitoare radio TV.

Influena asupra celulelor vii

Radiaiile neionizante, n marea lor majoritate electromagnetice, sunt

constituite dintr-un cmp care se propag sub form de unde transversale de amplitudine variabil, dup natura fiecreia.

Orice radiaie implic un transport de energie care are loc prin fascicule constituite din lungimi de und egale sau variate, complexe.

Emitoarele electromagnetice transmit unde radio asemntoare (de exemplu celor ale transmitatoarelor TV care n Suedia transmit TV2 si TV4 n benzile UHF). Aceste transmitoare TV sunt adeseori de mai mult de 1000 de ori mai puternice dect staiile de baz ale telefoniei mobile.

Staiile de baz i alte transmitoare radio i TV nu emit radiaii ionizante de tipul celor asociate cu razele X sau cu radiaiile emise de substane radioactive.

Radiaia emis de transmitoarele radio este numit radiaie neionizant. Alte fenomene fizice asociate acestui tip de radiaie includ lumina vizibil, radiaiile ultraviolete i infraroii, microundele precum i cmpurile electrice i magnetice.

Valorile limit pentru undele radio si microunde au fost stabilite n urma cercetrilor din ultimii 30 ani. Valorile limit se bazeaz pe efectul termic pe care undele radio i microundele l produc asupra oamenilor.

Efectul undelor electromagnetice emise de telefonia mobil fac obiectul de cercetare al unor grupuri de experi aparinnd sau reprezentnd diferite organisme competente internaionale sau naionale.

Anumii experi ai organizaiilor internaionale, precum Comisia Internaional de Protecie contra Undelor fr Ionizare (INCIRP), stabilesc anumite praguri de siguran privind expunerea corpului uman la undele emise de ctre telefoanele mobile. Aceste aspecte despre telefonia mobil vor fi tratate separat n aceast lucrare.

Deoarece antenele au de obicei directivitate, puterea radiant nu este aceeai n toate direciile. Cea mai mare parte a puterii este concentrat n direcia principal de radiaie, n timp ce o parte foarte mic este radiat n alte direcii. Aceste condiii trebuie luate n considerare atunci cnd se calculeaz intensitatea radiaiei din jurul antenei.

O condiie care este comun tuturor direciilor de radiaie este aceea c odat cu mrirea distanei fa de anten, cu att radiaia va scdea mai rapid. La distane mai mari de aproximativ 5 metri de anten, intensitatea radiaiei (W/m) scade proporional cu ptratul distanei fa de anten.

Dac de exemplu, distana fa de anten scade de trei ori, intensitatea radiaiei va fi slab datorit directivitii puternice a antenei. Intensitatea radiaiei la nivelul pmntului pentru acest gen de anten va atinge un minim la o distan de 50 pn la 300 de metri de piciorul pilonului.

Acest nivel minim este sczut datorit dependenei sale de ptratul distantei. Proprietile fizice principale ale radiaiilor electromagnetice sunt lungimea

de und, viteza de propagare, frecvena si amplitudinea; de acestea depind apoi n mod secundar capacitatea de strbatere a unor corpuri (penetrabilitatea) - inclusiv pielea i celelalte esuturi ale corpului uman, ca i efectele biologice caracteristice, respectiv influena asupra sntii omului.

n urma cercetrilor efectuate pe plan naional n 9 staii de radiocomunicaii si anume; 4 staii RDF, 2 staii TV, o staie de emisie pe unde scurte, o staie emisie - recepie, o staie de radiocomunicaii sol-satelit, se desprind urmtoarele concluzii:

- echipamentele folosite n aceste staii cu caracteristici tehnice diferite, n funcie de specificul emisiunilor de radiocomunicaii, au diferite regimuri de funcionare i diferite frecvene de emisie cuprinse n domeniul 153kHz - 8 GHz;

- un emitor de radiodifuziune, televiziune, radiorelee, emisie pe unde scurte, radiocomunicaii prin satelit, este o aparatur complex, care cuprinde tuburi de nalt i foarte nalt frecven, diverse echipamente de automatizri precum i instalaii auxiliare. Emitorii utilizai n radiocomunicaii sunt de provenien autohton sau din import, puterea lor de emisie fiind specific fiecrui tip de echipament n parte. De la emitori, energia este transmis diferitelor sisteme radiante (antene de emisie) prin linii de transmisie (feederi), urmrindu-se asigurarea transferului maxim de putere;

- dei complet automatizate i protejate prin sisteme de automatizare, echipamentele tehnice cu care sunt dotate staiile de radiocomunicaii necesit prezena i supravegherea permanent de ctre operatorul uman, principala funcie a acestuia constituind-o funcia de supraveghere cu caracter operativ;

- deservirea echipamentelor de radiocomunicaii este asigurat de personalul de exploatare tehnic, organizat n echipe compuse din: ef tur, electromecanici,

electricieni, personal auxiliar de diferite categorii. Fiecare staie este condus de un inginer coordonator de staie. Pentru fiecare categorie de personal atribuiile de serviciu sunt stabilite prin regulamentul de organizare i funcionare a staiilor de radiocomunicaii;

- activitatea personalului const, n principal, n manevre de pornire - oprire a emitorilor, la nceperea sau terminarea probelor de emisie, n supravegherea i controlul funcionrii echipamentelor n parametri normali, n lucrri de ntreinere i revizii curente n timpul n care emitoarele funcioneaz i la intervenii n situaii de deranjamente;

- echipamentul tehnic este complex, parametrii care trebuie supravegheai sunt numeroi, variaiile critice ale acestora sunt aleatorii i cu un ritm neuniform de apariie, ceea ce se traduce pe planul operatorului la o solicitare neritmic, de la subsolicitare la suprasolicitare, printr-o stare de tensiune nervoas, ncordare permanent sub raportul ateniei i vigilenei. La aceasta se adaug i gradul nalt de responsabilitate social care revine operatorului;

- locul de munc al personalului poate fi diferit, n funcie de atribuiile specifice dar cea mai mare parte a timpului de lucru acesta se va afla n vecintatea echipamentelor emitoare, n sala emitoarelor sau la pupitrul de control;

- emitoarele de radiodifuziune, televiziune, emitoarele pe unde scurte, radioreleele, sistemele de radiocomunicaii sol-satelit i n special de transmisie a puterii de la emitori ctre antene si sisteme radiante (antene de emisie) constituie surse de cmpuri electromagnetice de radiofrecven sau hiperfrecven, care se propag n mediu sub form de unde.

n timpul programelor de emisie ale staiilor de radiocomunicaii n jurul acestora se formeaz cmpuri de radio sau hiperfrecven cu anumite caracteristici proprii fiecrei staii.

Orice element al unui sistem de munca poate deveni, prin anumite caracteristici ale sale, un factor de solicitare, suprasolicitare i poate influena evoluia capacitii de munc a personalului, deci, implicit, cmpul electromagnetic poate fi considerat un factor de risc care poate crea un dezechilibru ntre cerinele externe i capacitile umane, mpiedicnd sau ngreunnd eficienta muncii operatorului uman i poate conduce, n timp, la modificri psihofiziologice reversibile sau ireversibile;

- analiza factorilor de mediu efectuat asupra parametrilor de microclimat - iluminat, zgomot, radiaii electromagnetice i radiaii - n cele 9 staii de radiocomunicaii, au evideniat valori diferite ale parametrilor msurai specifice fiecrei staii;

- parametrii de microclimat n interiorul cldirilor staiilor de radiocomunicaii sunt dependeni de cei exteriori, de caracteristicile constructive ale ncperilor, de aglomerrile de echipamente i instalaii i de degajrile de

cldur pe care acestea le produc. Ca o caracteristic general a microclimatului n sala emitorilor este existena unor temperaturi ridicate;

- n general, n staiile de radiocomunicaii nivelurile de iluminare nu satisfac n anumite locuri cerinele cantitative cerute prin normele igienico sanitare;

- analiza msurtorilor privind nivelul de zgomot a evideniat faptul c, n general, valorile determinate se ncadreaz n limita valorilor admise, existnd depiri numai n incintele cu echipamente anexe.

Din analiza msurtorilor efectuate asupra parametrilor cmpului electromagnetic de radio i hiperfrecven n cele 9 staii de radiocomunicaii reprezentative ca tipuri de echipamente, putere de emisie i frecven de lucru au reieit urmtoarele aspecte:

- n toate staiile de radiodifuziune pe unde lungi i medii, precum i n staia de emisie pe unde medii i ultrascurte exist locuri de munc n care valorile intensitii cmpului electromagnetic depesc cu mult valoarea limit propus, corespunztoare domeniului de frecven respectiv, aceste locuri fiind att n interiorul cldirilor staiilor, ct i n exteriorul acestora;

- n staiile de RDF pe UUS i n cea de UL i UM, datorat funcionrii simultane a echipamentelor, care emit pe frecvene diferite, cmpul rezultant are valori ale intensitii mai mari dect intensitatea cmpului electromagnetic generat de fiecare echipament emitor;

- n staia de emisie pe unde scurte, datorit caracteristicii de directivitate special a antenelor, cu toata puterea mare a celor 4 emitori, sunt rare locurile de munc sau cele exterioare n care valorile recomandate sunt depite;

- n staia de radiodifuziune pe UM i UUS la emitori pe unde ultrascurte, valorile determinate nu au depit limitele admise;

- din cele dou staii de TV analizate, msurtorile au evideniat depiri ale valorilor limit ale intensitii cmpului electric n staiile de TV pe canalele 6, 9, 10 i 34;

- msurtorile efectuate pentru determinarea densitii de putere a fluxului de energie electromagnetic n staia de ER i n staia de radiocomunicaii sol-satelit au evideniat existena unor scpri de microunde n staia de radiorelee;

- valorile msurtorilor radiometrice au indicat niveluri care se ncadreaz n limitele admise pentru toate staiile de radiocomunicaii n care acestea au fost efectuate;

- investigaiile psihofiziologice efectuate la personalul celor 9 staii de radiocomunicaii au relevat n general un nivel funcional , actualmente satisfctor, o bun adaptare a organismului fa de cerinele sarcinii de munc i ale factorilor de ambian;

- chestionarea personalului a scos ns n eviden o simptomatologie subiectiv, abundent, polimorf, care poate fi sistematizat n sindroame care se

coreleaz att cu expunerea la cmpuri eletromagnetice ct i cu particularitile activitii i ale condiiilor de realizare a sarcinilor de munc. S-au conturat: sindromul asteno-vegetativ, disconfortul termic, tulburrile vizuale i oculare, tulburrile cardiovasculare i senzaii de oboseal;

- dou categorii de manifestri par ns s fie mai legate ca factor cauzal de expunerea la radiofrecvene: tulburri de dinamica sexual i leziunile cristaliniene;

- datele de morbiditate cu incapacitate temporara de munc nu au conturat un tablou caracteristic, structura mbolnvirilor fiind polimorf;

- studiul strii de sntate efectuat asupra unui lot de personal cu vechime mare n staia de radiocomunicaii de ctre Clinica de Boli Profesionale Colentina a artat modificri ale strii de sntate ntr-un procent relativ ridicat de cazuri. Au fost diagnosticate urmtoarele sindromuri: sindromul asteno-vegetativ, disconfort termic, leziuni cristaliene, manifestri cardio-vasculare cu tahicardie, hipo si hiper tensiune arterial, cardiopatie ischemic cronic, modificri metabolice de tipul hiper colesterolemiei, obezitate, arteroscleroz. Toate acestea se pot datora att condiiilor de munc (expunerii ndelungate la radiaii electromagnetice) ct i uzurii fiziologice la care se adaug solicitrile specifice prin activitatea i condiiile de realizare a sarcinilor de munc;

- rezultatele acestor investigaii medicale efectuate reprezint ns o situaie la un moment dat a strii de sntate a personalului care-i desfoar activitatea n staiile de radiocomunicaii. Principala dificultate n evaluarea acestor date const n determinarea raportului ntre nivelul de expunere i efectele observate, fiind dificil s se pun n eviden o relaie cauzatoare ntre maladie i influena factorilor de mediu, mai ales n cazuri individuale;

- neavnd posibilitatea comparrii cu alte examinri asemntoare sau cu un lot martor, concluziile nu pot fi raportate cu toat certitudinea la factorii profesionali; - problema influenei cmpurilor electromagnetice asupra strii de sntate a personalului care i desfoar activitatea n staiile de radiocomunicaii este dificil de tratat datorit urmtoarelor aspecte: - caracteristicile de emisie proprii fiecrei staii de radiodifuziune; - duratele diferite ale emisiunilor; - duratele de expunere zilnic diferite, n funcie de rotaia schimburilor, de numrul de emitori activi, etc.; - vechimea n cmpul muncii n aceeai staie sau alte staii de radiocomunicaii; - evaluarea expunerii n cmpuri electromagnetice de radio i hiperfrecven este dificil ca urmare a lipsei unor instrumente individuale de msurare, de tipul dozimetrelor;

- modificrile constatate nu pot fi considerate ca datorndu-se exclusiv condiiilor de munc, dar prezena i frecvena unor sindromuri reprezint un semnal de alarm privind evoluia n timp a strii de sntate a personalului, ntruct s-a constatat c apariia lor a fost semnalat mai ales la loturile de subieci care au vechime mai mare, deci implicit, o expunere de durat ridicat la cmpuri radio si hiper frecven; - este necesar urmrirea n timp a strii de sntate a personalului de exploatare tehnic, repetarea periodic a unor examinri psihologice i medicale complexe, precum i completarea lor cu determinarea altor parametri biologici mai sensibili;

- cunoaterea limitat pe plan naional a efectelor biologice i a consecinelor expunerii la radio si hiperfrecven impune efectuarea unor observaii i studii epidemiologice la grupuri importante de populaie pentru a obine date epidemiologice pe plan statistic;

- de asemenea este imposibil s se evalueze expunerea pe o durat de mai muli ani, cu o limit admisibil de eroare, ceea ce conduce la necesitatea elaborrii unor prevederi normative care s reglementeze limitele maxime de expunere fa de radiaiile electromagnetice; n acest sens a fost elaborat proiectul normativ privind cmpurile electromagnetice de radio frecven;

- pentru reducerea nivelului de radiaii electromagnetice la staiile de radiocomunicaii n care s-au efectuat cercetrile, s-au propus msuri de ecranare;

- se apreciaz ns c i n situaia realizrii acestor masuri, ecranarea este eficient numai n interiorul cldirilor, dar nu rezolv problema expunerii personalului n exterior, pe aleile i spatiile deschise, unde valorile cmpurilor electromagnetice rmn crescute;

- din aceste considerente i avnd n vedere anularea efectelor unor factori nefavorabili (temperaturi ridicate ale aerului, zgomot, lucru n ture, activitate cu importan social deosebit, implicnd un grad nalt de responsabilitate din partea operatorilor) sunt necesare: - selecia personalului n funcie de capacitile necesare desfurrii optime a activitii n asemenea condiii, cu accentuare asupra celor care prezint contraindicaii fizice i psihofiziologice (ce le confer o sensibilitate deosebita la aciunea factorilor de risc enumerai); - urmrirea periodic din punct de vedere psihologic i medical a operatorilor, n vederea depistrii precoce a reducerii premature a unor capaciti, a modificrilor n starea de sntate i/sau indicarea schimbrii locului de munc; - stabilirea unui regim de munc care s reduc timpul de expunere a personalului n cazul depirii limitelor admise de noxe; msuri de protejare i de compensare a personalului n cadrul prevederilor reglementarilor n vigoare, referitor la locurile de munc n care exist depiri de

noxe (ncadrarea n grupa a II-a de munc, reducerea vrstei de pensionare, acordarea de sporuri materiale, etc.).

Pentru staia de radiodifuziune de la Jucu (900 kW) s-a constatat (n urma anchetei sociale realizate cu aceast ocazie) la personalul de deservire apariia de afeciuni ca:

- tulburri vizuale i oculare; - tulburri cardiovasculare i tahicardie; - senzaia de oboseal; - migrene; - obezitate. Recent, Institutul de Cercetri Medicale i Sntate Public Iai a realizat un

studiu ntr-o staie emisie-recepie cu privire la producerea i ntreinerea emitoarelor de cmp electromagnetic.

Cercetrile s-au concentrat asupra condiiilor de munc, att ergonomice ct i fizice, n vederea unei mai bune aprecieri asupra limitrii expunerii muncitorilor la radiaii i proteciei acestora.

Analiza ergonomic a cuprins studiul tuturor situaiilor, micrilor, gesturilor, ncrctura fizic i psihic a sarcinilor de lucru ct i studiul caracteristicilor tehnice ale emitoarelor i distana dintre acestea i operatori n fiecare faz de lucru.

Multiplele masuratori pentru fiecare tip de emitator i pentru fiecare pozitie n activitatea operatorilor au fost fcute n acord cu metodele descrise n raportul NRCP (National Commite Radiation Protection) nr.119 A Practical Guide to the Determination of Human Exposure to Radiofrecquency Fields 1993.

Ca rezultat al corelaiei dintre studiile ergonomice i masurtorile efectuate, rata specific de absortie (SAR) a fost determinat folosind metodele i diafragmele din Radiofrequency Radiatio Dosimetry Handbook" C.H. Durney, 1986.

Rezultatele studiului ntreprins au evideniat faptul c activitatea uman se realizeaz n spatii de lucru relativ mici, cu perei de sticl cu rame metalice i c exist multiple generatoare de microunde neecranate.

Solicitarea motorie, att static ct i dinamic este redus cu preponderen la gesturi care necesit precizie.

Solicitarea psihica implic: gndirea, atenia constant, memoria, percepia auditiv i vizual.

Generatoarele emit n domeniul 0,2 10 GHz, cu puterea de emisie de la civa watti pn la sute de KW, iar undele sunt de obicei modulate sub form de impulsuri.

n timpul testelor, dispozitivele au funcionat de obicei la parametri nominali i carcasele de protecie au fost ndeprtate, astfel c au existat scurgeri multidirecionale i variabile de putere de la generatoarele de cmp electromagnetic, cu variaii extreme de densitate, putere i frecven.

Trebuie menionat faptul c fenomene fizice ca reflexia i dispersia microundelor, favorizate de caracteristicile locurilor de munc, pot determina creteri ale cmpului local de cel mult 4 ori datorit undelor staionare i/sau multiplelor interferene. Poziia corpului n timpul muncii expune radiaiilor mai mult minile, capul i partea din fa a trunchiului. Micrile multiple si complexitatea expunerii fac mai dificil o apreciere exact.

Este cunoscut c exist condiii complexe de continuitate i variaie n spaiu i timp a frecvenelor i densitii de putere, cu frecvente efecte poteniale adiionale.

Msurtorile n condiii normale de lucru pentru 15 tipuri de generatoare n fiecare stadiu de funcionare sunt prezentate sintetic mai jos n funcie de frecvene.

Pentru frecvene de 8 10 GHz s-a gsit o medie a densitii de putere ntre 0,01 i aproape 10 mW/cm2, cu medii pentru diferite puncte ce definesc locul de munc de 0,8 - 2 mW/cm2. Pentru frecvene n jur de 2 6 GHz, media densitii de putere a fost de 0,04 - 0,5 mW/cm2. Pentru frecvene mai mici de 2 GHz, valorile msurate au fost ntre 0,3 - 1 mW/cm2.

Trebuie menionate n special valorile msurate de ordinul a mai multor mW/cm2, care exist n condiii accidentale la unele dispozitive dar care sunt dificil de stabilit n timpul lucrului.

Studiindu-se fotografiile realizate n timpul zilei de lucru i msurtorile fizice s-a estimat un larg domeniu de variaie al SAR n ntregul corp: 0,01 - 2 W/kg.

Exist o mare variaie a indicelui SAR pe parcursul zilei de lucru la acelai subiect, ceea ce arat pe de o parte complexitatea condiiilor de expunere i pe de alt parte vasta arie de posibiliti de interferenta a microundelor cu organismul uman.

Sunt de asemenea multe diferene interindividuale, depinznd de dispozitive, de situaia de la locul de munc i de faza specific de activitate. Calculul la un moment dat pentru ntregul corp a mediei indicelui SAR a condus la valori de 0,08 - 0,31 W/kg care sunt considerate de IRPA si WHO ( World Heath Organization) ca fiind baza pentru fixarea limitei zero a expunerii profesionale.

Maximul local al SAR, chiar daca este mai greu de determinat, este mai mare pentru cap (nas), mini (ncheieturi), valorile msurate fiind de cteva zeci de ori mai mari dect media SAR pentru ntregul corp.

1. Mooc C. - Fizica clasic (vol 1) - Editura ALL Bucureti, pp. 280 287. 2. Antohi Marin Constantin - Monitoringul factorilor de mediu, Editura

Performantica Iai, 2002. 3. Ault A.; No answer on health effects off cellphones, The Lancet 1997, pp. 14-

16, 58-67. 4. Baciu A., Baciu C.I. Energia Electric i mediul nconjurtor, Editura

Tehnic Bucureti, 1982. 5. Barnea M. Papadopol C. Poluarea i protecia mediului Editura tiinific i

Enciclopedic Bucureti, 1985. 6. Corbu H., Preotu E. - Telefonia celular, Telecom Romnia, 1996. 7. Danulescu R. - Assessment of complex microwawes occupational exposure in

radar maintenance activity, IRPA, Viena, 1995 8. David Valeriu, Mihai Creu - Msurarea intensitii cmpului electromagnetic -

Editura Tehnic, tiinific i Didactic CERMI IASI - 2002. 9. ENV 50166, CENELEC - Human exposure to electromagnetic field, 1995. 10. France Telecom CNET - Radiomobiles et Sante, 1998 11. Foerster H.J. - Meters and monitors for electromagnetic radiation, Wandel &

Golterman,1995 12. Gabriel C - Biological effects og electromagnetic fields, IRPA, Viena 1995 13. Hortopan G. - Compatibilitatea electromagnetic, Editura Tehnic 1998 14. Impactul cmpurilor electromagnetice generate de antenele sistemelor de

telefonie mobil GSM asupra strii de sntate a populaiei - Institutul de Sntate Public Bucureti, Centrul de mediu i sntate Cluj.

15. ICEMENERG - Institutul de cercetri i modernizri energetice Bucureti - Normativ pentru construcia liniilor aeriene de energie electric cu tensiuni peste 1000 V, Bucureti 1993.

16. Oncescu Mircea Conceptele radioproteciei, Editura Horia Hulubei Bucureti, 1996, pp.35-66.

17. Pollution electromagnetique, electromagnetisme endogene et Homeopathie; Congres Alsace Momeo 2000, Colmar France

18. Popa V. - Probleme practice ale radiografiei industriale cu radiaii x i , Editura Tehnic, 1988, pp. 268 281.

19. Rdulescu T. - Sisteme pentru comunicaii mobile, Telecomunicaii 1998 20. Rene De Seze - Champ electromagnetique et sante / 04. 04. 2001 21. Repacholi M. - Interaction of static and extremly low frequency electric and

magnetic fields with living systems; health effects and research needs bioelectromagnetics, 1999.