Click here to load reader

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

  • View
    5

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Curs 9 Expunerea la camp denisad/Compatibilitate... · PDF file Caracteristicile corpului...

  • 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;