Curs 9 Expunerea la camp denisad/Compatibilitate... · PDF file Caracteristicile corpului expus, dimensiunile sale, geometria interna si externa si proprietatile dielectrice ale diverselor

Curs 9

Expunerea la camp electromagnetic

Disciplina: COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICĂ

Titular curs: Conf. Dr. Ing. Denisa ȘTEȚ

CURS pentru anul IV IE, Specializările: ET, I&AD, IM

AN UNIVERSITAR: 2019-2020

http://users.utcluj.ro/~denisad

Obiectivele cursului :

✓ Prezentarea notiunilor referitoare la influenta campurilor

electromagnetice asupra bioorganismelor

✓ Compatibilitatea electromagnetica in industria aparaturii medicale

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

http://www.google.ro/imgres?q=objective&um=1&hl=ro&sa=N&rlz=1T4ADRA_enRO404RO417&biw=1280&bih=822&tbm=isch&tbnid=fy3o_Br0jKkAjM:&imgrefurl=http://bownishi.com/home/our-obejctive/&docid=UOItTXQgrzSnuM&imgurl=http://bownishi.com/wp-content/uploads/2012/03/Objectives.png&w=291&h=221&ei=RvD2T_KdLIXXtAb1n83SBQ&zoom=1

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

Expunerea la radiatia electromagnetica ocupationala: include sursele constand in

aparatura folosita la domiciliu sau serviciu, la care avem acces direct prin utilizarea

zilnica (cabluri, aparatura electrocasnica, IT, echipamente de telecomunicatii,

dispozitive industriale, etc.).

Expunerea la radiatia electromagnetica ambientala: include sursele exterioare locatiei

(tablouri electrice si transformatoare, antene de telecomunicatii, linii de inalta tensiune,

instalatii industriale, etc.).

+

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

✓ Campul electromagnetic este un camp rotativ si se propaga sub forma de unde

electromagnetice, cu o viteza care depinde de permitivitatea si permeabilitatea

mediului.

✓ Frecventa undelor este egala cu frecventa cu care se deplaseaza electronii.

▪ Transmisii radio si TV :

- emisie radio de medie frecventa (535 … 1605) kHz

- emisie radio de inalta frecventa (88 … 108) MHz

- emisie TV in sistemul VHF (58 … 216) MHz si UHF (470 - 890) MHz

▪ Telefonia mobila (0.9 – 2) GHz

▪ Sisteme de detectie radar: (1 … 10) GHz

▪ Sisteme de comunicatie prin satelit: (3 … 300) GHz

▪ Utilizarea microundelor pentru incalzire: 2,45 GHz

▪ Mediul clinic (RMN – rezonanta magnetica nucleara) – 0.5-2T

▪ Aparate electrice de uz general 0.01-2T

▪ Diferite alte medii industriale.

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

)( BvEQF +=

→ Electronii si ionii oscileaza in campul alternativ al microundelor, iar dipolii

oscileaza in jurul pozitiei lor de echilibru → cresterea energiei cinetice medii

→ cresterea temperaturii materiei iradiate

Forta excercitata asupra particulelor incarcate

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

Curenti indusi in organism

CAMP ELECTRIC CAMP MAGNETIC

✓ CONDUCTIA (trecerea curentului

prin corp) → electrocutare

(aplicatii benefice: curenti electrici de

stimulare, electrocauterizare etc.)

✓ EXPUNEREA in camp EM → !?

J =σ E

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

STUDII IN VIVO: inca nu sunt finalizate si nu exista date concludente

pentru validarea ipotezei oncogenice (direct sau prin promovarea altor

agenti carcinogeni) si nici a ipotezei genotoxicitatii

→ urmaresc ipoteza conform careia expunerea la campuri mici poate sa

determine, in absenta incalzirii tesuturilor, cresterea riscului de aparitie a

cancerului, afectarea capacitatii de reproducere sau a activitatii cerebrale.

STUDII CELULARE (IN VITRO): se realizeaza

in conditii controlate, rezultatele se obtin in

timp scurt si permit elaborarea unor modele

matematice de studiu

→ nu permite surprinderea tuturor

interactiilor care au loc in intreg organismul.

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

➢ [Hjollund si Bonde, 1997; Weyandt et al, 1996; Lancranjan et al, 1975]:

Fertilitatea masculina este sensibila la cresterea temperaturii →

sensibilitate similara in cazul expunerii la radiatii de radiofrecventa

➢ [Utteridge et al, 2000]: expunerea la radiatie GSM a cauzat cresterea

incidentei limfomului intr-un esantion de soareci predispusi la inducerea

limfomului

➢ [Lai et al, 2000]: in cazul unei expuneri intense la camp EM este posibil

ca activitatea colinergica la nivelul creierului sa fie influentata → efecte

asupra invatarii spatiale si memoriei, dar astfel de rezultate trebuie

confirmate de studii in vivo.

➢ [Sykes et al, 2001]: reducerea semnificativa a frecventei de recombinare

intracromozomiale dupa expunerea la radiatie tip GSM, dar rezultatele

variaza si semnificatia biologica a acestui efect este neclara

➢

➢ [Zhang et al, 2002]: inducerea de leziuni ADN prin sinergie cu un agent

genotoxic

➢ [Mashevich et al, 2003]: aparitia unei aberatii cromozomiale

➢ Studii facute in Europa de Est si Scandinavia au relevat o crestere

marcanta in prevalenta simptomelor neurastenice (oboseala, tulburari de

somn, ameteli, dureri de cap, etc.) la oamenii expusi la campuri de

radiofrecventa.

➢ Alte simptome asociate cu hipersensibilitatea EM: simptome ale pielii

(senzatie de arsura), simptome musculare (dureri musculare), simptome

oftalmice (senzatie de arsura) etc.

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

➢ Modificarea producerii de melatonina la animale (melatonina poate

incetini/stopa avansarea cancerului actionand ca inhibator al radicalilor

liberi);

➢ Boli cardiovasculare (schimbari temporare si reversibile ale ritmului

cardiac la expuneri de 20μT; studii epidemiologice: anumita asociere intre

expunera la camp magnetic la locul de munca si moartea cauzata de

aritmie sau infarct, fara a fi existat unele boli cronice ale inimii);

➢ Efecte asupra sistemului imunitar

➢ Efecte celulare (in vitro): cresterea vitezei de transport a calciului prin

membranele celulare la expunere in camp magnetic intens (peste 1mT)

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

❑ Efectele termice pot aparea datorita conductibilitatii electrice a majoritatii

tesuturilor biologice.

❑ Efectele netermice pot aparea ca urmare a mai multor interactii dintre

campul electric si diferite componente ale tesuturilor biologice

✓ Undele de RF produc vibratii ale moleculelor de apa → absorbtia

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

❑ Conductivitatea tesutului biologic:

]/[2 '' mSf  =

❑ Puterea absorbita pe unitatea de volum:

]/[ 2

1 32 mWEPa =

Pentru studierea efectelor termice:

Clasificarea campului EM in benzi de frecventa (din punct

de vedere al absorbtiei energiei in organism):

▪ 100kHz - 20MHz: absorbtia in trunchi descreste rapid la scaderea

frecventei si poate fi mai semnificativa la nivelul gatului si

picioarelor;

▪ 20MHz - 300MHz: absorbtia poate fi destul de ridicata in intregul

organism;

▪ 300MHz - cativa GHz: absorbtii locale neuniforme;

▪Peste 10GHz: absorbtia de energie se face in special la nivelul pielii

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

❑ Rata specifica de absorbtie SAR (Specific Absorption Rate) = puterea

absorbita pe unitatea de masa de tesut

]/[ 2

2

kgWE P

SAR n





 ==

Valorile SAR depind de urmatorii factori:

- Parametrii campului incident (frecventa, intensitate, polarizare a campului, etc.)

- Caracteristicile corpului expus, dimensiunile sale, geometria interna si

externa si proprietatile dielectrice ale diverselor tesuturi

- Efectele pamantului si proprietatile reflectoare ale altor obiecte situate in

preajma organismului expus campului

Axa longitudinala a corpului uman paralel cu vectorul intensitate camp electric →

valoarea SAR pe intregul organism atinge un maxim (in conditii de expunere la camp

uniform departat)

COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETICA – Curs 9

Restrictii de baza privind expunerea la campuri EM

in functie de frecventa:

➢ 0 - 1Hz: densitatea de flux magnetic pentru campul magnetic static

(0Hz) si densitatea de curent → prevenirea efectelor asupra sistemului

cardiovascular si nervos central;

➢ 1Hz – 10MHz: densitatea de curent → prevenirea efectelor asupra

functiilor sistemului nervos;

➢ 100kHz – 10GHz: SAR si densitatea de curent → stresul privind

incalzirea generala si/sau locala a tesuturilor;

➢ 10GHz – 300GHz: densitatea de putere → prevenirea incalzirii tesuturilor

de la suprafata corpului.

▪ Evaluarea efectelor biologice ale expunerii continue sau

intermitente la campuri slabe de RF pe durate mari de timp;