ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΧΑΜΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 50/60 HZ

Transcript

1 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΧΑΜΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 50/60 HZ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ 2016

2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΧΑΜΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 50/60 HZ Διπλωματική Εργασία Αλέξανδρος Αλεξάνδρου Επιβλέπων Καθηγητής: κ. Πάνος Ραζής ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ 2016

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ένα μεγάλο ευχαριστώ οφείλω στον Καθηγητή μου κ. Πάνο Ραζή για τις επισημάνσεις και υποδείξεις του για την διεκπεραίωση αυτής της Διπλωματικής Εργασίας. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Επιστημονικό Συνεργάτη του Τμήματος Φυσικής Χαράλαμπο Νικολάου για την άψογη συνεργασία και πολύτιμες συμβουλές του καθ όλη τη διάρκεια της εργασίας. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον ανώτερο λειτουργό του Πανεπιστημίου κ. Άκη Σωφρονίου για την έμπρακτη και καταλυτική βοήθεια του για την λήψη των απαραίτητων μετρήσεων σε όλους τους χώρους του Πανεπιστημίου για την εκπόνηση της Διπλωματικής Εργασίας αυτής.

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Περίληψη. 1 Εισαγωγή. 2 Θεωρητικό Μέρος Κεφάλαιο 1 ο Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Ορισμοί Προέλευση ΗΜ ακτινοβολίας Δημιουργία ΗΜ ακτινοβολίας Αλληλεπίδραση ΗΜ ακτινοβολίας με την ύλη Χρήσιμα φυσικά μεγέθη Οι εξισώσεις Maxwell Ακτινοβολία Δίπολου Ακτινοβολία ηλεκτρικού δίπολου Ακτινοβολία Μαγνητικού Δίπολου Κοντινά και μακρινά πεδία Κεφάλαιο 2 ο Όρια ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Όρια ασφαλείας ICNIRP Βασικοί Περιορισμοί Επίπεδα αναφοράς Ρεύμα επαφής και ρεύμα άκρων Ρυθμός ειδικής απορρόφησης ενέργειας SAR Βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Απομάκρυνση ασβεστίου από κυτταρικές μεμβράνες Μελέτες σε καλλιέργειες κυττάρων (in vitro) Μελέτες σε πειραματόζωα και εθελοντές... 36

5 Επιδημιολογικές μελέτες Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην Κύπρο Πειραματικό Μέρος Κεφάλαιο 3 ο Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Μεθοδολογία Κόμβοι τηλεπικοινωνιακών συστημάτων Κέντρα υψηλής υπολογιστικής ισχύος Ραδιοφωνικός σταθμός Πανεπιστημίου Κύπρου Ενεργειακό Κέντρο Κτήριο συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης Αίθουσες διαλέξεων και ηλεκτρονικών υπολογιστών Φοιτητικές εστίες Πανεπιστημίου Κύπρου Υπό ανέγερση Βιβλιοθήκη Όργανα μέτρησης Βασικός εξοπλισμός EFA Διεξαγωγή μετρήσεων Κεφάλαιο 4 ο Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων Μετρήσεις σε κόμβους τηλεπικοινωνιακών συστημάτων Μετρήσεις σε κέντρα υψηλής υπολογιστικής ισχύος Μετρήσεις στο ραδιοφωνικό σταθμό Παν. Κύπρου Μετρήσεις στο χώρο του ενεργειακού κέντρου Μετρήσεις στο κτήριο Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης Μετρήσεις σε αίθουσες διαλέξεων και Η/Υ Μετρήσεις στο χώρο φοιτητικών εστιών του Παν. Κύπρου Μετρήσεις στην υπό ανέγερση βιβλιοθήκη Μετρήσεις σε μηχανοστάσια

6 Σχόλια και Συμπεράσματα Βιβλιογραφία Παράρτημα Α Α,1 Κόμβοι τηλεπικοινωνιακών συστημάτων Α,2 Κέντρα υψηλής υπολογιστικής ισχύος..136 Α,3 Ραδιοφωνικός σταθμός Πανεπιστημίου Κύπρου Α,4 Ενεργειακό Κέντρο 140 Α,5 Κτήριο συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης Α,6 Αίθουσες Διαλέξεων και ηλεκτρονικών υπολογιστών Α,7 Φοιτητικές Εστίες Πανεπιστημίου Κύπρου Α,8 Υπό ανέγερση Βιβλιοθήκη

7 Περίληψη Η Διπλωματική αυτή Εργασία περιλαμβάνει την καταγραφή και ανάλυση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων χαμηλών συχνοτήτων 50/60 Hz στους χώρους του Πανεπιστημίου Κύπρου. Πρωταρχικός σκοπός είναι η εξακρίβωση αν υπάρχουν περιοχές που ξεπερνούν τα όρια ασφαλείας όπως έχουν θεσπιστεί από τη Διεθνή Επιτροπή Προστασίας από Μη - Ιονίζουσες Ακτινοβολίες (ICNIRP). Έχει γίνει μια θεωρητική ανάλυση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων που αφορά τα χαρακτηριστικά τους και βιολογικές επιδράσεις κατά την έκθεση οργανισμών σε αυτά. Παρουσιάζονται οι μετρήσεις και η ανάλυση τους για μεγάλο μέρος των χώρων του πανεπιστημίου, χώροι οι οποίοι έχουν κατηγοριοποιηθεί ανάλογα με τη λειτουργία τους. [1]

8 Εισαγωγή Εισαγωγή Ο ηλεκτρισμός ή ηλεκτρική ενέργεια όπως τη γνωρίζουμε σήμερα δεν θα υπήρχε αν το 1600 ο Γουίλιαμ Γκίλμπερτ δεν παρατηρούσε το φαινόμενο του στατικού ηλεκτρισμού. Τότε μια νέα εποχή ξεκίνησε για την ανθρωπότητα. Ο Γκίλμπερτ έδωσε τροφή για τους επόμενους. Στους προσεχείς αιώνες 18 ο και 19 ο σημαντικοί επιστήμονες όπως οι Veniamin Franklin, Alessandro Volta, Andre Marie Ampere, Michael Faraday, Georg Ohm και James Clerk Maxwell έκαναν εκτεταμένες μελέτες στον ηλεκτρισμό και μαγνητισμό, και με σημαντικές ανακαλύψεις - νόμους έθεσαν τα θεμέλια της σύγχρονης εποχής. Τέλος το 1905 ήρθε να προστεθεί η επεξήγηση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου από τον Albert Einstein και να ολοκληρώσει τις σημαντικές ανακαλύψεις για τη μεταβιομηχανική εποχή που ακολουθούσε και ζούμε σήμερα. Στα τελευταία 100 χρόνια η τεχνολογία έχει εξελιχθεί από το πρώιμο στάδιο που βρισκόταν. Από μεγάλες ογκώδεις κατασκευές σε πανέξυπνες συσκευές που το μέγεθος τους ολοένα και μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Μερικές από αυτές μάλιστα μπορούν να παίρνουν αποφάσεις από μόνες τους και να επιλέγουν το καλύτερο για εμάς με βάση τις δικές μας προτιμήσεις. Σε αυτή την τεχνολογική επανάσταση συνέβαλε σε καταλυτικό βαθμό η ανακάλυψη του τρανζίστορ το 1928 Πίσω όμως από όλη αυτή την τεχνολογική έξαρση εγκυμονούν κίνδυνοι τους οποίους οι περισσότεροι παραγκωνίζουμε. Όλες οι συσκευές που λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα χαμηλής ή υψηλής τάσης παράγουν ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία πλησίον τους. Των οποίων οι αλληλεπιδράσεις με το ανθρώπινο σώμα χρίζουν εκτεταμένης μελέτης και έρευνας. Η επιστημονική κοινότητα τις τελευταίες δεκαετίες πραγματοποιεί πληθώρα μελετών για τις επιδράσεις αυτών των ακτινοβολιών στον ανθρώπινο οργανισμό. Για το σκοπό αυτό έχουν ιδρυθεί διεθνείς οργανισμοί που έχουν αυτή την αποστολή, οι οποίοι συνεχίζουν μέχρι σήμερα με ολοένα και αυξανόμενους ρυθμούς. Οι μελέτες που έγιναν πολλές. Όμως λόγω μικρού δείγματος στις πλείστες από αυτές και με παράγοντες που διαδραματίζουν καταλυτικό ρόλο στα αποτελέσματα (κληρονομικότητα, διατροφικές και καθημερινές συνήθειες κλπ.), καμία μελέτη από μόνη της δε μπορεί να αποδείξει το πόσο επιβλαβές είναι αυτό το είδος ακτινοβολίας για τον ανθρώπινο οργανισμό. Μερικές [2]

9 Εισαγωγή παρουσιάζουν ενδείξεις για συμπτώματα όπως πονοκεφάλους, μειωμένη όρεξη και διάθεση, διαταραχές μνήμης και ύπνου, νευρικότητα. Με γνώμονα τις μελέτες που έγιναν έχουν τεθεί αυστηρά όρια ασφαλείας της έντασης μαγνητικού και ηλεκτρικού πεδίου στο χώρο. Οι τιμές διαφέρουν ως προς το μέγιστο τους ανάλογα με το κοινό που προσβάλλεται από τις ακτινοβολίες αυτές, καθώς η ηλικία διαδραματίζει καταλυτικό ρόλο. Επίσης σημαντικός παράγοντας είναι η διάρκεια και η συχνότητα έκθεσης του κοινού σε αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Κατά τα προηγούμενα χρόνια φοιτητές του Πανεπιστημίου Κύπρου, με την ευκαιρία που προσφέρει το θέμα αυτό το Διπλωματικής Εργασίας, διενήργησαν μετρήσεις έντασης Μη - Ιονίζουσας ακτινοβολίας χαμηλών και υψηλών συχνοτήτων σε διάφορα σημεία της Κύπρου. Οι μετρήσεις έγιναν κυρίως σε υποσταθμούς της ηλεκτρικής, σε μετασχηματιστές τάσης, κεραίες κινητής τηλεφωνίας και ραδιοσταθμούς. Μετρήσεις έγιναν επίσης και για την εκπεμπόμενη ακτινοβολία από μονάδες κινητών τηλεφώνων και φορητούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Από τις μετρήσεις που έγιναν κατά διαστήματα, προέκυψαν μερικοί χώροι με τιμές πεδίων πάνω από τα επιτρεπτά όρια ασφαλείας για τον κοινό πληθυσμό, αλλά κάτω από τα όρια για εργαζόμενους σε ηλεκτρικούς σταθμούς. Γενικά όμως, οι πλείστες μετρήσεις στην Κύπρο κυμαίνονται από φορές κάτω από τα επιτρεπτά όρια ασφαλείας. Αυτό όμως δεν πρέπει να μας καθησυχάζει, καθώς η τεχνολογία αναπτύσσεται με γοργούς ρυθμούς. Νέες εστίες ηλεκτρομαγνητικών πεδίων εισβάλλουν στη ζωή μας καθημερινά, αυξάνοντας τους πιθανούς κινδύνους για τη δημόσια υγεία. Γι αυτό το λόγο δεν πρέπει να παραμελούμε ένα σοβαρό ζήτημα που έχει να κάνει με την υγεία ανθρώπων. Έρευνες και μετρήσεις οφείλουν να συνεχίζουν να γίνονται με τον ίδιο ρυθμό καθώς η τεχνολογία αναπτύσσεται. Σε αυτή τη Διπλωματική Εργασία με θέμα Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Χαμηλών Συχνοτήτων 50/60Hz, θα μας απασχολήσει αποκλειστικά η μέτρηση ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου σε διάφορα σημεία στους χώρους του Πανεπιστημίου Κύπρου. Σε κοινόχρηστους χώρους που πρόσβαση έχουν όλοι οι φοιτητές και σε σημεία όπου βρίσκονται μεγάλες υπολογιστικές μονάδες (servers) αλλά και διάφορα εργαστήρια που συγκεντρώνουν μεγάλο αριθμό ηλεκτρονικών συσκευών. Έτσι θα πρέπει να μελετήσουμε αν υπάρχουν [3]

10 Εισαγωγή περιοχές με αυξημένα επίπεδα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, αν χρίζουν περεταίρω διερεύνησης και αν αποτελούν ανησυχητικό πρόβλημα για την υγεία των ανθρώπων φοιτητών. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται βασικές έννοιες, όπως τι είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, τα χαρακτηριστικά της, από πού προέρχεται, πως δημιουργείται το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο, χρήσιμα φυσικά μεγέθη, θεμελιώδεις νόμοι του ηλεκτρομαγνητισμού, μακρινά και κοντινά πεδία. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται εκτενής αναφορά στις επιπτώσεις τις Μη- Ιονίζουσας ακτινοβολίας στον οργανισμό. Παρουσιάζονται τα επιτρεπόμενα όρια έκθεσης ακτινοβολίας, όπως έχουν γνωστοποιηθεί από την Διεθνή Επιτροπή Προστασίας από τη Μη- Ιονίζουσα ακτινοβολία (ICNIRP) καθώς και μελέτες και ενδείξεις για τις βιολογικές επιδράσεις των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται η μεθοδολογία της Διπλωματικής Εργασίας και παρέχονται πληροφορίες για τον τρόπο λήψης των μετρήσεων, το χρόνο και τον τόπο της διεξαγωγής τους. Επίσης παρουσιάζονται τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν στη διεκπεραίωση της εργασίας αυτής, οι αρχές λειτουργίας τους, τα σφάλματα και οι οδηγίες χρήσης τους. Στο τέταρτο κεφάλαιο που αποτελεί το πειραματικό μέρος παρουσιάζονται ενδεικτικά μερικοί χώροι στους οποίους διεξήγαμε μετρήσεις ανά κατηγορία. Παρουσιάζονται οι μετρήσεις που έγιναν σε συνοπτικούς πίνακες συνοδευόμενες από τα απαραίτητα γραφήματα για κάθε περίπτωση, μετά από την κατάλληλη επεξεργασία που προηγήθηκε. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα σχόλια και συμπεράσματα αυτής της Διπλωματικής Εργασίας με βάση τις μετρήσεις που έγιναν και της ανάλυσης που προηγήθηκε. Δίνεται έμφαση σε προβληματικές περιοχές που τυχόν προέκυψαν και αν χρίζει περεταίρω έρευνα κα μελέτη. Στο τέλος της εργασίας, στο παράρτημα Α, μπορεί να ανευρεθούν όλες οι μετρήσεις που έγιναν μαζί με τα γραφήματα για τον κάθε μετρούμενο χώρο. [4]

11 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Κεφάλαιο 1 Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Ορισμοί Με τον όρο ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εννοούμε τη μεταφορά ενέργειας υπό την μορφή ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Ηλεκτρομαγνητικό κύμα εννοούμε την τοπική και χρονική μεταβολή του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου. Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα χαρακτηρίζεται από 3 φυσικά μεγέθη: Το μήκος κύματος (λ) : Το οποίο ισούται με την απόσταση μεταξύ 2 διαδοχικών κορυφών του κύματος και έχει μονάδες μήκους. Τη συχνότητα του κύματος (ν) : Η οποία εκφράζει τον αριθμό επαναλήψεων του κύματος ανά μονάδα χρόνου. Μονάδες μέτρησης της είναι τα Hertz (1 Hz = 1 κύκλος / δευτερόλεπτο). Συνδέεται με το μήκος κύματος και την ταχύτητα διάδοσης του κύματος με τη σχέση U = λν Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός c, η οποία στον κενό χώρο είναι 2,998 x 10 8 m/sec. Την ενέργεια Κύματος (Ε): Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαδίδεται μέσω των φορέων των ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων που είναι τα φωτόνια. Κάθε φωτόνιο έχει ενέργεια ανάλογη με τη συχνότητα του. Η ενέργεια του φωτονίου δίνεται από τη σχέση Ε = hv, όπου h=6,624 x Js και ονομάζεται σταθερά του Planck. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι συνεχές φάσμα. Στο σχήμα 1.1 παρουσιάζεται όλη η μέχρι σήμερα γνωστή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό αποτελείται από ακτίνες γ που έχουν και την μεγαλύτερη συχνότητα ενέργεια, τις ακτίνες Χ, το υπεριώδες, το ορατό για τον άνθρωπο φάσμα, το υπέρυθρο, τα μικροκύματα και τα ραδιοκύματα. [26] [5]

12 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Σχήμα 1.1: Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα με τις αντίστοιχες πηγές. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα μπορεί να χωριστεί σε 2 μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με την ενέργεια που μεταφέρει το κάθε φωτόνιο του κύματος, τις Ιονίζουσες και τις μη- Ιονίζουσες ακτινοβολίες. Οι Ιονίζουσες ακτινοβολίες, όπως οι ακτίνες γ και οι ακτίνες Χ είναι ακτίνες ικανές να προκαλέσουν ιονισμό της ύλης, δηλαδή έχουν την απαιτούμενη ενέργεια έτσι ώστε να αποσπάσουν ένα ηλεκτρόνιο από το άτομο που βρίσκεται και να το καταστήσουν ελεύθερο. Οι ακτίνες γ προέρχονται από μεταπτώσεις πρωτονίων και νετρονίων ανάμεσα σε ενεργειακές στοιβάδες του πυρήνα. Έχουν τη μεγαλύτερη ενέργεια, μερικά MeV (1eV = x J ) και έχουν χαρακτηριστικό φάσμα συχνοτήτων μεγαλύτερο από Hz. Χαρακτηρίζονται από τη διεισδυτικότητα τους στα περισσότερα υλικά. Οι ακτίνες Χ προέρχονται από μεταβάσεις ηλεκτρονίων σε εξωτερικές και εσωτερικές στοιβάδες ενός ατόμου. Έχουν φάσμα συχνοτήτων Hz και ενέργεια μερικών kev. Έχουν εκτεταμένη χρήση για ιατρικούς σκοπούς σε ακτινογραφίες και τρισδιάστατες απεικονίσεις, σε ελέγχους στα αεροδρόμια, στην αστρονομία για μέτρηση αποστάσεων μεταξύ πλανητών και άλλες πολλές χρήσεις στη βιομηχανία γενικά για ελέγχους σε προϊόντα κλπ. Η δεύτερη κατηγορία αποτελείται από τις μη-ιονίζουσες ακτινοβολίες, δηλαδή ακτινοβολίες που δεν έχουν την ενέργεια να προκαλέσουν ιονισμό της ύλης. Αυτές τις συναντάμε ευρέως στην καθημερινότητα μας. Η υπεριώδης ακτινοβολία έχει την μεγαλύτερη ενέργεια από τις μη-ιονίζουσες ακτινοβολίες [6]

13 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία με φάσμα συχνοτήτων της τάξης των Hz και ενέργειες από ev. Αμέσως μετά, σε πιο χαμηλή ενέργεια είναι το ορατό φως. Αποτελείται από ένα στενό φάσμα συχνοτήτων της τάξης Προέρχεται από μεταβάσεις ηλεκτρονίων των εξωτερικών στοιβάδων και έχει ενέργεια μερικών ev. Χαρακτηριστικά μήκη κύματος για το ορατό φως έχουμε το ερυθρό στα 700nm (10-9 m), το κίτρινο στα 580 nm και το ιώδες στα 400 nm. Στις μη-ιονίζουσες ακτινοβολίες συγκαταλέγονται επίσης τα ραδιοκύματα που αντιστοιχούν σε φάσμα συχνοτήτων μικρότερων από 10 9 Hz. Χρησιμοποιούνται κατά κόρον στις τηλεπικοινωνίες και στη διάδοση πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις. Το φάσμα των ραδιοκυμάτων αποτελείται από αρκετά επιμέρους υποσύνολα. Υπάρχουν οι ακραία χαμηλές συχνότητες (extremely low frequency - ELF) 3-30Hz που χρησιμοποιούνται στις τηλεπικοινωνίες υποβρυχίων. Οι σούπερ χαμηλές συχνότητες (super low frequency SLF) από Hz που τις συναντάμε σε δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας (οι οποίες θα μας απασχολήσουν σε αυτή την Διπλωματική Εργασία), οι εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες (ultra-low frequency ULF) Hz, τις οποίες συναντάμε σε διάφορα οπλικά συστήματα. Επίσης άλλο ένα υποσύνολο είναι οι αρκετά χαμηλές συχνότητες (very low frequency VLF) με φάσμα 3-30 khz, οι οποίες βρίσκουν εφαρμογές σε συστήματα πλοήγησης και σε ασύρματες επικοινωνίες. Οι χαμηλές συχνότητες (low frequency LF) αντιστοιχούν σε συχνότητες khz και εφαρμογές τους εκτείνονται στην πλοήγηση και σε ραδιοφωνικούς σταθμούς. Οι μέτριες συχνότητες (medium frequency MF) βρίσκονται στα khz και αυτές χρησιμοποιούνται κυρίως σε ραδιόφωνα. Οι υψηλές συχνότητες (high frequency HF) στα 3-30 MHz, οι πολύ υψηλές συχνότητες (very high frequency VHF) στα ΜΗz και οι πάρα πάρα-πολύ υψηλές συχνότητες (ultra-high frequency UHF) στα MHz βρίσκουν εφαρμογές σε τηλεοπτικούς σταθμούς, ραντάρ, σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, ασύρματα δίκτυα και στις τηλεπικοινωνίες αεροσκαφών. Σημαντικό υποσύνολο είναι τα μικροκύματα που αποτελούν τις υψηλότερες συχνότητες των ραδιοκυμάτων. Αποτελούνται από τις σούπερ υψηλές συχνότητες (super high frequency SHF) στα 3-30 GHz και τις εξαιρετικά υψηλές συχνότητες (extremely high frequency EHF) στα GHz. Τα μικροκύματα τα συναντάμε στην ραδιοαστρονομία, σε δορυφόρους, ραντάρ, οπλικά συστήματα και στους οικιακούς φούρνους μικροκυμάτων. [7]

14 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Σχήμα 1.2: Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα με τις αντίστοιχες συχνότητες, μήκη κύματος και ενέργεια φωτονίων σε ev Προέλευση Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας. Η προέλευση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας χωρίζεται σε δύο κατηγορίες. Τις φυσικές πηγές και τις τεχνητές πηγές. Στις φυσικές πηγές μπορούμε να κατατάξουμε την κοσμική ακτινοβολία, η οποία αποτελείται από σωματίδια ως επί το πλείστο πρωτόνια, ηλεκτρόνια και ασταθείς ατομικούς πυρήνες. Αυτά τα σωματίδια αλληλοεπιδρούν με ελεύθερα σωματίδια που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα της Γης και αφήνουν την ακτινοβολία τους στην Γη. Άλλη μια φυσική πηγή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι τα καιρικά φαινόμενα. Ηλεκτρικές εκκενώσεις που συμβαίνουν σε καταιγίδες με κεραυνούς και αστραπές δημιουργούν ισχυρά μαγνητικά πεδία πλησίον τους. Η πιο ευρέως γνωστή στον περισσότερο κόσμο, φυσική πηγή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, είναι το μαγνητικό πεδίο της Γης. Λόγω της πλούσιας ποσότητας του εσωτερικού της Γης σε σίδηρο και χάρη στην περιστροφή της και τη μορφολογία της, δημιουργείται μαγνητικό πεδίο, όπως το πεδίο που δημιουργεί ένας μαγνήτης. Χάρη σε αυτό οι πυξίδες δείχνουν πάντα το βορρά. Διάφορα πτηνά και ψάρια, χάρη σε εσωτερικά όργανα που διαθέτουν, μπορούν να αντιλαμβάνονται αυτό το πεδίο και λειτουργούν ως μικρές πυξίδες έτσι ξέρουν που να κατευθυνθούν σε περιόδους μετανάστευσης προς άλλες ηπείρους. Οι τεχνητές πηγές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας κυρίως έχουν δημιουργηθεί από τον άνθρωπο. Το ηλεκτρικό ρεύμα διαδραματίζει καταλυτικό παράγοντα στη δημιουργία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων καθώς συσχετίζεται με κύματα χαμηλών συχνοτήτων (ELF). Η καθημερινή μας ζωή [8]

15 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία είναι γεμάτη από τεχνητές πηγές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, όλες οι οικιακές ηλεκτρικές συσκευές, (υπολογιστής, κινητό τηλέφωνο, τηλεόραση κλπ.) οι οποίες συγκαταλέγονται στις χαμηλές συχνότητες ELF. Επίσης, άλλες τεχνητές πηγές όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως είναι διαφόρων ειδών κεραίες για σκοπούς τηλεπικοινωνιών, ραδιοφωνικών - τηλεοπτικών σταθμών και ραντάρ σε στρατιωτικές βάσεις. Όπως βλέπετε, στην εποχή που βρισκόμαστε η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία βρίσκεται συνεχώς μπροστά μας. Σε κάθε μας βήμα, το σώμα μας βομβαρδίζεται με φωτόνια διαφόρων συχνοτήτων και ενεργειών. Δεν μπορούμε να δούμε όλη αυτή την ακτινοβολία γιατί τα μάτια μας μπορούν να ανιχνεύσουν μόνο ένα μικρό φάσμα της. Αυτό που μπορούμε να κάνουμε όμως, είναι να μετρούμε την ένταση της με τα κατάλληλα όργανα και να την συγκρίνουμε με τα διεθνή όρια ασφαλείας για να γνωρίζουμε αν κινδυνεύουμε. Είναι ένα θέμα που πρέπει να είναι συνεχώς στο προσκήνιο λόγω και της αυξημένης ανάπτυξης της τεχνολογίας Δημιουργία ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως είχαμε πει στο κεφ. 1.1 αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικό κύμα που χρονικά και τοπικά μεταβάλλει το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο. Δηλαδή, το κύμα αυτό αποτελείται από δύο επί μέρους στοιχεία. Το ηλεκτρικό πεδίο (Ε) και το μαγνητικό πεδίο (Β). Τα δύο αυτά πεδία είναι κάθετα στην διάδοση του κύματος, κάθετα μεταξύ τους και βρίσκονται συνεχώς σε φάση. Δηλαδή έχουν μέγιστο και ελάχιστο στην ίδια χρονική στιγμή, όπως φαίνεται και στο σχήμα 1.3. Σχήμα 1.3 Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα και οι επιμέρους συνιστώσες του. [9]

16 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Ηλεκτρικό πεδίο (Ε) υπάρχει όπου βρίσκονται και ηλεκτρικά φορτία, είτε θετικά είτε αρνητικά. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου μετριέται σε βολτ ανά μέτρο (V/m). Τα ηλεκτρικά φορτία ασκούν δυνάμεις μεταξύ τους οι οποίες είναι ανάλογες της απόστασης τους και του μεγέθους των δύο φορτίων. Η ένταση δε του ηλεκτρικού πεδίου υπολογίζεται από τη δύναμη που ασκείται σε ένα φορτίο το οποίο βρίσκεται στο πεδίο αυτό διά το μελετώμενο φορτίο. [27] E = F q, F = 1 4πε ο qq r 2 Ř Όπου q,q σημειακά φορτία, F η δύναμη που ασκείται μεταξύ των φορτίων - γνωστή και ως δύναμη Coulomb, r η απόσταση μεταξύ των δύο σημειακών φορτίων, Ř το μοναδιαίο διάνυσμα μεταξύ q,q και ε0=8,85x10-12 C 2 /Nm 2 η διηλεκτρική σταθερά του κενού. Τα ηλεκτρικά πεδία μπορούν εύκολα να αποκοπούν από διάφορα αγώγιμα και μη αγώγιμα υλικά όπως τα μέταλλα, τοίχοι, κορμοί δέντρων κλπ., ακόμα και η φανέλα που φοράμε. Γι αυτό το λόγο στις πλείστες περιπτώσεις εντός του σπιτιού είμαστε θωρακισμένοι από αυτά τα πεδία καθώς έχουν μειωθεί αρκετές τάξης μεγέθους από εμπόδια που συναντάνε κατά τη διέλευση τους. Μαγνητικό Πεδίο προκύπτει από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων στον χώρο. Η ένταση του (Η) έχει μονάδες μέτρησης αμπέρ ανά μέτρο (A/m) Η πυκνότητα μαγνητικής ροής (Β), το γινόμενο δηλαδή της έντασης του πεδίου επί τη μαγνητική διαπερατότητα του μέσου στο οποίο διαδίδονται και έχει μονάδες μέτρησης tesla (Τ). Ένα κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο με ταχύτητα U μέσα σε μαγνητικό πεδίο δέχεται επίδραση δύναμης ίση με το γινόμενο του φορτίου επί την ταχύτητα του και ίση με το γινόμενο του φορτίου επί την μαγνητική ροή. Β = μh F = q(u x μh) Αν συνδυάσουμε τη δύναμη αυτή που δέχεται ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσα σε μαγνητικό πεδίο και αυτή που δέχεται μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο δημιουργούμε τη διάσημη δύναμη Lorentz, η οποία ισούται με: F = q(ε + U x μh) Αντίθετα όμως με τα ηλεκτρικά πεδία τα μαγνητικά πεδία δεν εξασθενούν κατά τη διέλευση τους μέσα από διάφορα υλικά, γι αυτό και η θωράκιση τους αποτελεί μεγαλύτερο πρόβλημα. Γι αυτό το λόγο στις περισσότερες μετρήσεις που γίνονται μας αφορά σε μεγαλύτερο βαθμό η ένταση του μαγνητικού πεδίου παρά η ένταση του ηλεκτρικού. [10]

17 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Αλληλεπίδραση Ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με την ύλη: Η αλληλεπίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, δηλαδή ενός φωτονίου το οποίο διαδίδεται σε ένα υλικό μέσο γίνεται με τρεις κύριους μηχανισμούς. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, το φαινόμενο Compton και τη δίδυμο γένεση. [23] Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο πρόκειται για μηχανισμό αλληλεπίδρασης φωτονίων ενέργειας συνήθως κάτω από 1 MeV με ένα από τα εσωτερικά - ισχυρά συνδεδεμένα ηλεκτρόνια ενός ατόμου. Κατά το φαινόμενο αυτό ολόκληρη η ενέργεια του φωτονίου απορροφάται από το ηλεκτρόνιο του ατόμου το οποίο στη συνέχεια ελευθερώνεται από το άτομο όπου βρισκόταν. Έτσι αποκτά κινητική ενέργεια ίση με τη διαφορά ενέργειας που είχε το φωτόνιο πριν από τη σύγκρουση και της ενέργειας σύνδεσης του ηλεκτρονίου στο άτομο. Τ = Εν Εσ Όπου: Τ: κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου Εν : ενέργεια του φωτονίου Εσ : ενέργεια σύνδεσης του ηλεκτρονίου-ατόμου. Το κενό που δημιουργείται στο φλοιό του ατόμου από το φαινόμενο αυτό συμπληρώνεται με τον επαναπροσδιορισμό των περιφερειακών ηλεκτρονίων του ατόμου και με την εκπομπή ενός ή περισσότερων φωτονίων (ακτίνες Χ) ή ηλεκτρονίων Auger ή και των δύο περιπτώσεων μαζί. Σχήμα 1.4: (α) ΗΜ κύμα προσπίπτει σε ηλεκτρόνιο ατόμου (β) επαναπροσδιορισμός ηλεκτρονίων του ατόμου με εκπομπή ακτινών -Χ [11]

18 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Το φαινόμενο Compton: Όπως και στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο έτσι και σε αυτή την περίπτωση έχουμε αλληλεπίδραση ενός φωτονίου με ένα περιφερειακό ηλεκτρόνιο ενός ατόμου. Κυρίως γίνεται με τα πιο ασθενέστερα συνδεδεμένα ηλεκτρόνια του ατόμου. Κατά το φαινόμενο αυτό, φωτόνιο ενέργειας Εν σκεδάζεται μη-ελαστικά πάνω στο ηλεκτρόνιο και ταυτόχρονα υφίσταται μείωση της ενέργειας του που μεταφέρεται υπό μορφή κινητικής ενέργειας στο ηλεκτρόνιο. Το φαινόμενο αυτό αρχίζει να λαμβάνει χώρα για ενέργεια φωτονίου αυξανόμενη η οποία να πλησιάζει την τιμή 2x0,511MeV Σχήμα 1.5: Το φαινόμενο Compton Δίδυμος Γένεση: Πρόκειται για μηχανισμό αλληλεπίδρασης φωτονίου μεγάλης ενέργειας 1MeV ή και μεγαλύτερης με το ηλεκτρικό πεδίο του πυρήνα. Σε αυτή την κατάσταση το φωτόνιο εξαφανίζεται και στη θέση του εμφανίζονται δύο νέα σωματίδια, εξ ού και το όνομα της διδύμου γένεσης. Τα σωματίδια που προκύπτουν είναι ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο. Η ολική ενέργεια του νέου ζεύγους που προκύπτει ισούται αυστηρά με την ενέργεια του αρχικού φωτονίου. Στη συνέχεια, το ηλεκτρόνιο που προκύπτει από τη δίδυμο γένεση ενσωματώνεται στον ηλεκτρονικό πληθυσμό του υλικού που βρίσκεται. Ενώ, σε αντίθετη περίπτωση, το ποζιτρόνιο κινείται μέσα στο υλικό εναποθέτοντας την ενέργεια του σε αυτό. Όταν χάσει όλη την ενέργεια του ενώνεται ξανά με ένα ηλεκτρόνιο του μέσου και εξαφανίζεται (φαινόμενο εξαύλωσης) και στη θέση τους προκύπτει συνήθως ένα νέο ζεύγος φωτονίων με ενέργεια 0.51 MeV κάθε ένα. [12]

19 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Σχήμα1.6: Το φαινόμενο της δίδυμου γένεσης Χρήσιμα Φυσικά Μεγέθη: Για τη μελέτη της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και της επίδρασης της στον ανθρώπινο οργανισμό χρειάζεται να ορισθούν μερικά φυσικά μεγέθη τα οποία χρησιμοποιούνται σε ευρεία κλίμακα και μας διευκολύνουν τόσο σε θέματα κατανόησης όσο και απλοποίησης του προβλήματος. Αναφορά στα φυσικά μεγέθη αυτά γίνεται και στη Σύσταση της 12 ης Ιουλίου 1999 για τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. [21] Πυκνότητα Ρεύματος J : ορίζεται ως το ρεύμα που διέρχεται από μοναδιαία διατομή τρισδιάστατου αγωγού, κάθετα από τη διεύθυνση του και εκφράζεται σε αμπέρ ανά τετραγωνικό μέτρο (Α/m 2 ). Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου Ε : είναι το διανυσματικό μέγεθος που αντιστοιχεί στη δύναμη που ασκείται σε ένα φορτισμένο σωματίδιο, ανεξάρτητα από την κίνηση του στο χώρο. Εκφράζεται σε βολτ ανά μέτρο (V/m) Ένταση μαγνητικού Πεδίου Η : είναι ένα διανυσματικό μέγεθος, το οποίο, σε συνδυασμό με την πυκνότητα μαγνητικής ροής ορίζει ένα μαγνητικό πεδίο σε κάθε σημείο στο χώρο. Εκφράζεται σε αμπέρ ανά μέτρο (Α/m) Πυκνότητα μαγνητικής Ροής Β : είναι ένα διανυσματικό μέγεθος από το οποίο εξαρτάται η δύναμη που ασκείται σε κινούμενα φορτία. Εκφράζεται σε τέσλα (Τ). Στον κενό χώρο και στα βιολογικά υλικά μπορεί να γίνει μετατροπή της πυκνότητας μαγνητικής ροής σε ένταση του μαγνητικού πεδίου και αντίστροφα βάσει του τύπου: 1Α m -1 = 4π * 10-7 Τ. Πυκνότητα μαγνητικής ροής και ένταση μαγνητικού πεδίου συνδέονται ως εξής: Η = Β μ Πυκνότητα ισχύος (S) : είναι το μέγεθος που χρησιμοποιείται για πολύ υψηλές συχνότητες όταν το βάθος της διείσδυσης στο σώμα είναι μικρό. Πρόκειται για την ισχύ ακτινοβολίας που προσπίπτει κάθετα προς μια [13]

20 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία επιφάνεια, διαιρούμενη δια το εμβαδόν της επιφάνειας. Εκφράζεται σε βατ ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m 2 ). Ειδική Απορρόφηση Ενέργειας (SA) : ορίζεται ως η ενέργεια που απορροφάται ανά μονάδα βάρους βιολογικού ιστού. Εκφράζεται σε τζάουλ ανά χιλιόγραμμο (J/kg). Στις παρούσες συστάσεις χρησιμοποιείται για τον περιορισμό μη θερμικών επιπτώσεων από την ακτινοβολία παλμικών μικροκυμάτων. Ρυθμός ειδικής απορρόφησης ενέργειας (SAR) : υπολογιζόμενος ως μέσος όρος για όλο το σώμα ή για μέρη αυτού, ορίζεται η ταχύτητα με την οποία η ενέργεια απορροφάται ανά μονάδα βάρους από ιστούς του σώματος. Εκφράζεται σε βατ ανά χιλιόγραμμο (W/kg). Ο SAR για όλο το σώμα είναι ένα ευρέως αποδεκτό μέτρο των επιδράσεων από την έκθεση σε πεδία RF. Επιπλέον, για μικρά μέρη του σώματος που υπόκεινται σε ειδικές συνθήκες έκθεσης έχουμε και τοπικούς SAR, π.χ. για το κεφάλι, χέρια, πόδια κλπ. Εκτενής αναφορά στον SAR γίνεται στο δεύτερο κεφάλαιο. 1.6 Οι εξισώσεις Maxwell: Από πολύ παλιά αρκετοί προσπάθησαν να ερμηνεύσουν τα φαινόμενα στον ηλεκτρομαγνητισμό ενοποιώντας τα σε γενικές εξισώσεις. Σπουδαίοι ερευνητές όπως οι Gauss, Faraday, Ampere και αρκετοί άλλοι είχαν εξάγει εξισώσεις στην προσπάθεια τους να ερμηνεύσουν τα φαινόμενα αυτά. Οι τελικές όμως εξισώσεις ηλεκτρομαγνητισμού όπως ισχύουν μέχρι σήμερα ήρθαν από τον Maxwell, ο οποίος εντόπισε προβλήματα που είχαν οι προ υπάρχουσες θεωρίες και διορθώνοντας τις έφτιαξε τις 4 γενικές εξισώσεις, γνωστές ως οι εξισώσεις Maxwell. [18], [19] (i). E = 1 ε 0 (ii). B = 0 (iii) E = B t [14] (iv) B = μ 0 J + μ ο ε ο E Οι εξισώσεις αυτές ισχύουν σε όλες τις περιοχές. Σε περιοχές όμως όπου δεν υπάρχουν φορτία ή ρεύματα, η πρώτη εξίσωση ισούται με μηδέν, καθώς δεν υπάρχει πυκνότητα ηλεκτρικού φορτίου και από την (iv) απαλείφεται ο πρώτος όρος που εμπίπτει στην πυκνότητα ρεύματος ηλεκτρικού φορτίου. Στην απουσία φορτίων και ρευμάτων αποτελούν πρωτοτάξιες μερικές διαφορικές εξισώσεις για τα πεδία Ε και Β. Στην εξίσωση (iv) παρουσιάζονται δύο σταθερές: Η εο γνωστή ως η ηλεκτρική διαπερατότητα του κενού με τιμή εο=8,85x10 12 C 2 /Nm 2 και η σταθερά μο γνωστή ως η μαγνητική διαπερατότητα του κενού με τιμή μο= 4π x10-7 N/A 2. Παρατηρώντας τις εξισώσεις (iii) και (iv), παρατηρούμε ότι εμπλέκονται στην ίδια εξίσωση τόσο το ηλεκτρικό πεδίο Ε όσο και το μαγνητικό πεδίο Β. Εφαρμόζοντας το στροβιλισμό και στα δύο μέλη των εξισώσεων με t

21 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία συνδυασμό των (i) και (ii) μπορούμε εύκολα να εξάγουμε δύο εξισώσεις οι οποίες εμπλέκουν μόνο ένα πεδίο και υπακούνε στο γενικό τύπο της κυματικής εξίσωσης (vii) (v) 2 Ε = μ 0 ε 0 2 Ε t 2 (vii) 2 x = 1 u 2 2 x t 2 (vi) 2 B = μ 0 ε 0 2 Β t 2 Συγκρίνοντας τις πιο πάνω εξισώσεις με την κυματική εξίσωση προκύπτει ότι στο κενό τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός u = c = 3x10 8 m/s. Οι εξισώσεις Maxwell διαφοροποιούνται για το εσωτερικό της ύλης, σε περιοχές όμως όπου δεν υπάρχουν ελεύθερα φορτία ή ρεύματα. (i). D = 0 (ii). B = 0 (iii) E = B (iv) H = D t Σε αυτή την νέα τετράδα εμπλέκονται τα βοηθητικά πεδία D και H. Όπου για γραμμικά και ομογενή μέσα, δηλαδή όπου δεν έχουμε διαφοροποιήσεις για τα μεγέθη ε και μ, τα βοηθητικά πεδία ισούνται με: D = ε Ε και Η = 1 μ Β t Οι εξισώσεις Maxwell σε αυτή την περίπτωση ανάγονται στις ίδιες που ισχύουν για το κενό στην απουσία φορτίων και ρευμάτων, με μόνη διαφορά ότι αντί για εο και μο έχουμε ε και μ τα οποία εκφράζουν την ηλεκτρική και μαγνητική διαπερατότητα του υλικού στο οποίο διαδίδεται το ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Η ταχύτητα του κύματος στο μέσο αυτό δίνεται από U = 1 ε μ. 1.7 Ακτινοβολία Διπόλου: Στο υπό κεφάλαιο 1.3 κάναμε μια μικρή εισαγωγή για το πώς δημιουργούνται το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο. Για τη δημιουργία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων χρειαζόμαστε επιταχυνόμενα ηλεκτρικά φορτία, καθώς ένα φορτίο σε ηρεμία ή φορτίο με σταθερή ταχύτητα δεν δύναται να δημιουργήσει ένα τέτοιο κύμα. Σε αυτό το κεφάλαιο θα εξετάσουμε πως ακριβώς ένα επιταχυνόμενο φορτίο παράγει ηλεκτρομαγνητικό κύμα, δηλαδή πως ακτινοβολεί. Για χρονομεταβαλλόμενες πηγές τα δυναμικά V και A δίνονται από τις εξής σχέσεις: [15]

22 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία V(r, t) = 1 ρ(r, t k ) 4πε ο R dτ, Α(r. t) = μ ο 4π J(r, t k ) R dτ Όπου ρ(r,tk) και J(r,tk) είναι οι πυκνότητες φορτίου και ρεύματος στο σημείο r κατά τον παρελθόντα χρόνο tk = t - R/c Ακτινοβολία Ηλεκτρικού Δίπολου Υποθέτουμε ότι έχουμε 2 σημειακά φορτία ( +qo, -qo ) σε απόσταση s μεταξύ τους. Αρχικά τα δύο σημειακά φορτία έχουν ίσο φορτίο. Υποθέτουμε ότι μπορούμε να μετακινούμε περιοδικά φορτίο από το ένα σημείο στο άλλο με ένα λεπτό σύρμα με βάση την σχέση: q(t) = q o cos (ωt) Με αυτή την απλή προσομοίωση μπορούμε πολύ αποδοτικά να περιγράψουμε το μοντέλο ενός ταλαντόμενου διπόλου. Τα δυναμικά V και A προκύπτουν ως εξής: V(r, θ, t) = q o s ω 4πε ο c (cosθ r ) sinω (t r c ) Α (r, θ, t) = μ οp o ω 4πr sin ω (t r c ) ẑ Από τα δυναμικά εύκολα μπορούμε να υπολογίσουμε τα πεδία Ε και Β: Ε = V A t = μ οq o s ω 2 ( sinθ 4π r ) cos ω (t r c ) θ B = A = μ οq o s ω 2 4πc ( sinθ r ) cos ω (t r c ) φ Οι εξισώσεις για τα Ε και Β περιγράφουν μονοχρωματικά κύματα συχνότητας ω που απομακρύνονται ακτινικά από την πηγή με την ταχύτητα του φωτός. Ε και Β έχουν ίδια φάση, κάθετα μεταξύ τους και εγκάρσια. Σε μεγάλες ακτινικές αποστάσεις όμως και σε περιοχές του χώρου με μικρές γεωμετρικές διαστάσεις, τα κύματα μπορούν να θεωρηθούν κατά προσέγγιση επίπεδα. Η ενέργεια που ακτινοβολείται από ένα ηλεκτρικό δίπολο δίνεται από το διάνυσμα Poynting: S = 1 (E B) = μ ο μ ο c [q os ω 2 4π ( sinθ r ) cosω (t r 2 c )] r [16]

23 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Ακτινοβολία Μαγνητικού Δίπολου: Για αυτό το δίπολο θα υποθέσουμε ότι έχουμε ένα συρμάτινο βρόγχο ακτίνας α στον οποίο διεγείρεται ένα ημιτονοειδές μεταβαλλόμενο ρεύμα συχνότητας ω: Ι = Ι ο cos ωt. Αυτή η υπόθεση ταιριάζει σε ένα ταλαντούμενο μαγνητικό δίπολο με ροπή: m(t) = πα 2 I(t) k. Ο βρόγχος είναι αφόρτιστος, συνεπώς το βαθμωτό δυναμικό είναι μηδέν. Το διανυσματικό δυναμικό Α δίνεται ως: Α (r, θ, φ) = μ οm o ω 4πc ( sinθ r ) sinω (t r c ) φ Και εύκολα μπορούμε να υπολογίσουμε τα πεδία Ε και Β όπως και πριν: Ε = Α t = μ οm o ω 2 ( sinθ 4πc r ) cosω (t r c ) θ B = A = μ οm o ω 2 ( sinθ 4πc r ) cos ω (t r c ) θ Όπως για το ηλεκτρικό δίπολο έτσι και για το μαγνητικό δίπολο τα πεδία Ε και Β έχουν την ίδια φάση και είναι κάθετα μεταξύ τους και εγκάρσια στην κατεύθυνση διάδοσης r. Το διάνυσμα της πυκνότητας ροής για την ενέργεια ακτινοβολίας μαγνητικού διπόλου δίνεται και πάλι από το διάνυσμα Poynting: S = 1 (E B) = μ ο μ ο c [m o ω 2 4π (sinθ r ) cosω (t r c )] 2 r Η ένταση της είναι: S = μ οm 2 o ω 4 θ 32π 2 c 3 (sin2 r 2 ) r Η συνολική ακτινοβολούμενη ισχύς είναι: < S > = ( μ 2 οm o 1 m o 12πc 3) ω4 = 4πε ο 3c Κοντινά και μακρινά πεδία: Για τη διεξαγωγή μετρήσεων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων πρέπει να γνωρίζουμε σε ποια περιοχή εμπίπτουν οι μετρήσεις ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου τις οποίες παίρνουμε. Υπάρχουν δύο κυρίαρχες περιοχές για αυτά τα πεδία. Η περιοχή κοντινού και μακρινού πεδίου. Το κοντινό πεδίο αποτελεί την περιοχή στην οποία η γωνιακή πεδιακή κατανομή εξαρτάται από την απόσταση από την πηγή. Αυτή η περιοχή βρίσκεται πάντοτε κοντά στην πηγή εφόσον ο όρος κοντά ή μακριά προσδιορίζεται από τη σχέση απόστασης από την πηγή με το μήκος κύματος [17] 2 ω 4

24 Κεφάλαιο 1 Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία που εκπέμπει η πηγή. Αν η μετρούμενη απόσταση από την πηγή είναι πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος τότε βρισκόμαστε στην περιοχή κοντινού πεδίου. Δηλαδή, το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους και τα αντιμετωπίζουμε σαν δύο ανεξάρτητες ποσότητες. Για πεδία πολύ χαμηλών συχνοτήτων (50Hz) από γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος με τις οποίες ασχολούμαστε σε αυτή την Διπλωματική Εργασία έχουν μήκος κύματος αρκετά μεγάλο (λ~6000km). Γεγονός που μας δηλώνει ότι όλες οι μετρήσεις που έγιναν εμπίπτουν στην περιοχή κοντινού πεδίου και πρέπει να θεωρούμε ασύζευκτα το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο. Στην περιοχή μακρινού πεδίου η γωνιακή πεδιακή κατανομή είναι ανεξάρτητη από την απόσταση από την πηγή. Δηλαδή σε αυτή την περιοχή το κύμα από την πηγή έχει επικρατέστερο χαρακτήρα επίπεδου κύματος με ομοιόμορφες τοπικές κατανομές έντασης ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου σε επίπεδα εγκάρσια στη διάδοση του κύματος. Όπως έχουμε αναφέρει και πιο πάνω, για να βρισκόμαστε σε αυτή την περιοχή πρέπει να είμαστε σε απόσταση μεγαλύτερη των 6000km, πράγμα άτοπο καθώς σε τέτοια απόσταση η ένταση των πεδίων τείνει στο μηδέν. [18]

25 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό 2.1 Όρια Ασφαλείας: Η ολοένα και αυξανόμενη χρήση της τεχνολογίας τις τελευταίες δεκαετίες άρχισε να εγείρει στην επιστημονική κοινότητα σοβαρές υποψίες για τις συνέπειες της στον ανθρώπινο οργανισμό. Πιο συγκεκριμένα, η εκτεταμένη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από συστήματα παροχής ισχύος στα 50-60Hz τόσο στη βιομηχανία όσο και στην καθημερινή ζωή μπορεί να έχει αρνητικές συνέπειες σε μια μερίδα του πληθυσμού που είναι επιρρεπής σε ηλεκτρομαγνητικά ακτινοβολία τόσο χαμηλών συχνοτήτων όσο και υψηλών. Γι αυτό το λόγο, εδώ και αρκετά χρόνια, πάρα πολλοί οργανισμοί και πανεπιστήμια διενεργούν μια σωρεία από έρευνες σε αυτό τον τομέα με όλο και αυξανόμενους ρυθμούς. Μέσα από τις έρευνες αυτές προέκυψαν νέα στοιχεία για την αλληλεπίδραση των ακτινοβολιών με το ανθρώπινο σώμα, όπως για παράδειγμα στην εμφάνιση λευχαιμίας ή διαφόρων τύπων καρκίνου. Αυτό το ενδιαφέρον από την επιστημονική κοινότητα βοήθησε ώστε να παρθούν προληπτικά μέτρα, όπως για παράδειγμα σε εγκαταστάσεις νέων κεραιών και χώρων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Κατά κύριο ρόλο δημιουργήθηκαν ανώτατα όρια έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες όλων των συχνοτήτων για διάφορες ομάδες πληθυσμού τόσο για συνθήκες εργασίας όσο και για καθημερινή έκθεση στον ελεύθερο χρόνο ICNIRP Κυρίαρχο ρόλο σε αυτή την εκστρατεία κατέχει η Διεθνής Επιτροπή για την Προστασία από τις Μη - Ιονίζουσες ακτινοβολίες (ICNIRP). Το 1977 δημιουργήθηκε η Διεθνής Επιτροπή για Μη - Ιονίζουσες Ακτινοβολίες (INIRC), η οποία αποτέλεσε πρόδρομο για τη δημιουργία της σημερινής ICNIRP το Στόχος της ICNIRP είναι η προστασία ανθρώπων και περιβάλλοντος από τις επιπτώσεις της Μη Ιονίζουσας ακτινοβολίας. Για υλοποίηση του στόχου αυτού η επιτροπή συνεργάζεται με εμπειρογνώμονες από όλο τον κόσμο και διαφόρων ειδικοτήτων. Γνωστοποιεί συμβουλές σχετικά με τον περιορισμό της [19]

26 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό έκθεσης σε Μη Ιονίζουσες ακτινοβολίες βασισμένες σε επιστημονικές δημοσιεύσεις. Συμβουλές και κατευθυντήριες γραμμές μπορούν να ανευρεθούν στο διαδίκτυο στην σελίδα της ICNIRP. [Ι,5] Βασικοί Περιορισμοί Ανάλογα με τη συχνότητα της εκάστοτε ακτινοβολίας χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα φυσικά μεγέθη για προσδιορισμό των βασικών περιορισμών όσον αφορά τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Για συχνότητες 0-1 Hz : προβλέπονται βασικοί περιορισμοί για την πυκνότητα της μαγνητικής ροής στατικών μαγνητικών πεδίων (0 Hz) και για την πυκνότητα ρεύματος ηλεκτρομαγνητικών πεδίων συχνότητας μέχρι 1 Hz, για την πρόληψη επιπτώσεων στο καρδιαγγειακό και στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Για συχνότητες 1 Hz -10 MHz : προβλέπονται περιορισμοί για την πυκνότητα ρεύματος, για την πρόληψη επιπτώσεων σε λειτουργίες του νευρικού συστήματος. Για συχνότητες από 100 khz 10 GHz : προβλέπονται βασικοί περιορισμοί για τη SAR, για την πρόληψη θερμοπληξίας ολόκληρου του σώματος και υπερβολικής τοπικής θέρμανσης των ιστών. Για συχνότητες 100 khz 10 MHz : προβλέπονται περιορισμοί για την πυκνότητα ρεύματος και για την SAR. Για συχνότητες από GHz: προβλέπονται βασικοί περιορισμοί για την πυκνότητα ισχύος, για την πρόληψη της θέρμανσης των ιστών στην επιφάνεια του σώματος ή κοντά της Οι βασικοί περιορισμοί που περιέχονται στον πίνακα 1 έχουν οριστεί έτσι ώστε να λαμβάνονται υπόψη οι αβεβαιότητες που υπάρχουν όσον αφορά την ατομική ευαισθησία, τις περιβαλλοντικές συνθήκες αλλά και τις διακυμάνσεις που υπάρχουν στην ηλικία και κατάσταση υγείας του εκτεθειμένου κοινού στις ακτινοβολίες αυτές. [21] [20]

27 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Σχήμα Βασικοί περιορισμοι για ηλεκτρικά και μαγντηικά πεδία Σημειώσεις: 1) Στον πιο πάνω πίνακα f είναι η συχνότητα εκφρασμένη σε Hz 2) O βασικός περιορισμός της πυκνότητας ρεύματος αποσκοπεί στην προστασία από τις επιπτώσεις έκθεσης στους ιστούς του κεντρικού νευρικού συστήματος, της κεφαλής και του υπόλοιπου σώματος και εμπεριέχει έναν παράγοντα ασφαλείας. Οι βασικοί περιορισμοί για τα πεδία ELF βασίζονται στις διαπιστωμένες δυσμενείς επιπτώσεις που έχουν στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Οι οξείες αυτές επιπτώσεις είναι σχεδόν ακαριαίες και δεν υπάρχουν επιστημονικές ενδείξεις που να συνηγορούν υπέρ αλλαγής των βασικών περιορισμών για τη βραχυχρόνια έκθεση. Επειδή όμως αυτοί αναφέρονται σε δυσμενείς επιπτώσεις στο κεντρικό νευρικό σύστημα, ο συγκεκριμένος βασικός περιορισμός μπορεί να επιτρέπει και μεγαλύτερες πυκνότητες ρεύματος σε άλλους ιστούς του σώματος υπό τις ίδιες συνθήκες έκθεσης. 3) Λόγω της ηλεκτρικής ανομοιογένειας του σώματος οι πυκνότητες ρεύματος πρέπει να εκφράζονται ως μέσος όρος επί διατομής εμβαδού 1cm 2 κάθετης προς τη διεύθυνση του ρεύματος. ( EL Επίσημη Εφημερίδα των Ευρωπαϊκών Κοινοτήτων L 199/65 ). 4) Για συχνότητες έως 100 KHz οι τιμές αιχμής της πυκνότητας του ρεύματος κορυφής μπορούν να υπολογιστούν με πολλαπλασιασμό της [21]

28 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό τιμής RMS επί 2 = 1,414. Για παλμούς διάρκειας tp, η αντίστοιχη συχνότητα βάσει των βασικών περιορισμών υπολογίζεται ως f = 1 2t p. 5) Για συχνότητες έως 100 KHz και για παλμικά μαγνητικά πεδία, η μέγιστη πυκνότητα ρεύματος που προκύπτει από τους παλμούς μπορεί να υπολογιστεί από το χρόνο ανόδου/καθόδου και τη μέγιστη ταχύτητα αλλαγής της πυκνότητας της μαγνητικής ροής. Η πυκνότητα του επαγωγικού ρεύματος μπορεί στη συνέχεια να συγκριθεί με τον αντίστοιχο βασικό περιορισμό. 6) Θα πρέπει να εξάγεται ο μέσος όρος όλων των τιμών SAR σε χρονικές περιόδους των 6 λεπτών. 7) Η τοπική SAR υπολογίζεται ως μέσος όρος επί μάζας 10γρ παρακειμένων ιστών. Η μεγαλύτερη SAR που προκύπτει κατ αυτό τον τρόπο πρέπει να αποτελεί την τιμή που χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της έκθεσης. Τα εν λόγω 10γρ ιστού υπονοούν συνεχόμενη μάζα ιστού με σχεδόν ομοιογενείς ηλεκτρικές ιδιότητες. Αναγνωρίζεται ότι η έννοια της συνεχόμενης μάζας ιστού είναι χρήσιμη για τους δοσιμετρικούς υπολογισμούς αλλά παρουσιάζει δυσκολίες όσον αφορά τις άμεσες φυσικές μετρήσεις. Επιτρέπεται να χρησιμοποιούνται απλά γεωμετρικά σχήματα, αρκεί οι υπολογιζόμενες δοσιμετρικές ποσότητες να έχουν συντηρητικές τιμές σε σχέση με τις κατευθυντήριες γραμμές για τα επίπεδα έκθεσης. 8) Για παλμικές εκθέσεις σε συχνότητες GHz και για τοπικές εκθέσεις της κεφαλής συνίσταται η εφαρμογή ενός συμπληρωματικού βασικού περιορισμού. Η ειδική απορρόφηση SA δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2mJ/kg (μέσος όρος για 10γρ ιστού) για αποφυγή τυχόν επιδράσεων στην ακοή που προκαλούνται από τη θερμική διαστολή. [22]

29 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Σχήμα Όρια Ασφαλείας αναφορικά με την έκθεση στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην περιοχή συχνοτήτων από 1 Hz 300 GHz. Στον αριστερό άξονα φαίνεται η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, ενώ στον δεξιό άξονα εμφανίζεται η ένταση της μαγνητικής ροής. Τα όρια ασφαλείας για το ηλεκτρικό πεδίο διαγράφονται από την ανώτερη (κόκκινη) καμπύλη και για τη μαγνητική ροή διαγράφονται από την κατώτερη (μπλε) καμπύλη Επίπεδα Αναφοράς Tα επίπεδα αυτά χρησιμοποιούνται για την πρακτική εκτίμηση της έκθεσης, ώστε να εξακριβωθεί αν υπερβαίνουν ή όχι τους βασικούς περιορισμούς για την Μη-Ιονίζουσα ακτινοβολία. Μερικά εκ των επιπέδων αναφοράς προέρχονται από τους αντίστοιχους βασικούς περιορισμούς, ενώ κάποια άλλα περιλαμβάνουν την αντίληψη και τις δυσμενείς έμμεσες επιπτώσεις της έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Στα φυσικά μεγέθη συγκαταλέγονται η ένταση ηλεκτρικού πεδίου (Ε), η ένταση μαγνητικού πεδίου (Η), η πυκνότητα μαγνητικής ροής (Β), η πυκνότητα ισχύος (S) και το ρεύμα άκρων (IL). Ενώ από την άλλη μεγέθη που ορίζουν την αντίληψη και άλλες έμμεσες επιδράσεις είναι το ρεύμα επαφής (IC) και η ειδική απορρόφηση ενέργειας (SA) για τα παλμικά πεδία. Σε κάθε περίπτωση έκθεσης οι μετρούμενες τιμές των πλείστων μεγεθών μπορούν να συγκριθούν με το αντίστοιχο επίπεδο αναφοράς. Η συμμόρφωση με το επίπεδο αναφοράς συνεπάγεται και συμμόρφωση με τον αντίστοιχο βασικό περιορισμό. Αν όμως η μετρούμενη τιμή υπερβαίνει το επίπεδο αναφοράς δεν έπεται κατ ανάγκη και υπέρβαση του βασικού περιορισμού. Σε όλες τις περιπτώσεις όμως πρέπει να εξακριβώνεται η συμμόρφωση ή όχι με το βασικό περιορισμό για την εκάστοτε μετρούμενη τιμή. Ορισμένα μεγέθη όπως [23]

30 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό η πυκνότητα μαγνητικής ροής (Β) και η πυκνότητα ισχύος (S) χρησιμοποιούνται τόσο για τους βασικούς περιορισμούς όσο και για τα επίπεδα αναφοράς σε συγκεκριμένες συχνότητες. Εκτός από τους βασικούς περιορισμούς και τα διεθνή επίπεδα αναφοράς για τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, κατά καιρούς διάφορες χώρες με δική τους πρωτοβουλία θέσπισαν επιπλέον περιορισμούς για εργασιακούς χώρους και γενικά για ομάδες κοινού οι οποίες εκτίθενται για μεγάλα χρονικά διαστήματα σε ΗΜ πεδία. Περιορισμούς που αφορούν τόσο το ηλεκτρικό πεδίο, την πυκνότητα μαγνητικής ροής όσο και τη μέγιστη χρονική έκθεση αναλόγως από τη συχνότητα της εκάστοτε ακτινοβολίας. Μερικά παραδείγματα βρίσκονται στους πίνακες πιο κάτω Συχνότητα (Hz) E (V/m) H (A/m) B (μτ) S (W/m 2 ) 0-1 Hz / 3.2 x x 10 4 / 1-8 Hz x 10 4 / f 2 4 x 10 4 / f 2 / 8-25 Hz / f 5000 / f / KHz 250 / f 4 / f 5 / f / KHz 250 / f / KHz / MHz / f 0.92 / f / 1 10 MHz 87 / f 1/ / f 0.92 / f / MHz MHz f 1/ f 1/ f 1/2 f / GHz Πίνακας Όρια Ασφαλείας υιοθετημένα από την Ευρωπαϊκή Κοινότητα για έκθεση στη Μη - Ιονίζουσα ακτινοβολία μέχρι 300GHz Σημειώσεις: 1. f όπως ορίζεται στη στήλη της ζώνης συχνοτήτων. 2. Για συχνότητες από 100 khz ως 10 GHz τα Seq,, E 2, H 2, B 2 πρέπει να εκφράζονται ως μέσος όρος για περίοδο διάρκειας έξι λεπτών. 3. Για συχνότητες που υπερβαίνουν τα 10 GHz τα Seq,, E 2, H 2, B 2 πρέπει να εκφράζονται ως μέσος όρος για περίοδο διάρκειας 68/ f 1.05 (f σε GHZ). [24]

31 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό 4. Δεν ορίζεται τιμή πεδίου Ε για συχνότητες < 1 Hz που είναι στην πραγματικότητα στατικά ηλεκτρικά πεδία. Για τους περισσότερους ανθρώπους, η ενοχλητική αίσθηση επιφανειακών ηλεκτρικών φορτίσεων δεν γίνεται αντιληπτή σε πεδία με ένταση μικρότερη από 25 kv/m. Για βραχυχρόνια έκθεση σε ELF πεδία δεν ορίζονται μεγαλύτερα επίπεδα αναφοράς. Σε πολλές περιπτώσεις, ακόμη και αν οι μετρούμενες τιμές υπερβαίνουν τα επίπεδα αναφοράς δεν συνεπάγεται και υπέρβαση του βασικού περιορισμού. Εφόσον αποφεύγονται οι δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία των έμμεσων επιδράσεων της έκθεσης (πχ. μικροσόκ) είναι αποδεκτή η υπέρβαση των γενικών επιπέδων αναφοράς αρκεί να μην παραβιάζεται και ο βασικός περιορισμός της πυκνότητας ρεύματος. Σε πολλές περιστάσεις που απαντώνται στην πράξη, η έκθεση σε εξωτερικά πεδία ELF στα επίπεδα αναφοράς επάγει πυκνότητες ρεύματος στο κεντρικό σύστημα χαμηλότερες από τους βασικούς περιορισμούς. Αναγνωρίζεται επίσης ότι αρκετές συσκευές εκπέμπουν εντοπισμένα πεδία καθ υπέρβαση των επιπέδων αναφοράς. Συνήθως όμως αυτό συμβαίνει υπό συνθήκες έκθεσης τέτοιες ώστε, λόγω ασθενούς σύζευξης μεταξύ πεδίου και σώματος, να μη σημειώνεται υπέρβαση των βασικών κανονισμών. Για τις τιμές αιχμής ισχύουν τα ακόλουθα επίπεδα αναφοράς για την ένταση ηλεκτρικού πεδίου (Ε), την ένταση μαγνητικού πεδίου (Η) και την πυκνότητα μαγνητικής ροής (Β). Για συχνότητες έως 100 khz οι τιμές κορυφής (Vect Peak) προκύπτουν από τον πολλαπλασιασμό των αντίστοιχων τιμών RMS επί 2 = 1,414. Για παλμούς διάρκειας tp η αντίστοιχη εφαρμοστέα συχνότητα υπολογίζεται ως f = 1 2t p Για συχνότητες από 100 khz έως 10MHz οι τιμές κορυφής (Vect Peak) προκύπτουν από τον πολλαπλασιασμό των αντίστοιχων τιμών RMS επί 10α, όπου α = 0,665 log ( f ) με τη συχνότητα f εκφρασμένη σε 105 Hz. Για συχνότητες από 10 MHz έως 300 GHz οι τιμές κορυφής (Vect Peak) προκύπτουν από τον πολλαπλασιασμό των αντίστοιχων τιμών RMS επί 32. [25]

32 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ / ΟΔΗΓΙΑ Όριο Ασφαλείας (συχνότητα 50/60 Hz) Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου Εισήγηση Aaronia "E1" 1 V/m Σουηδική οδηγία εκπομπής SAGU Βιολογική οδηγία για υπνοδωμάτια Εισήγηση Aaronia "E2" 10 V/m Δημοσιευμένη οδηγία (1996) από το NCRP ως μέγιστο όριο έκθεσης για το γενικό κοινό. Δημοσιευμένη οδηγία (1996) από το 100 V/m NCRP ως μέγιστο όριο έκθεσης για εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις. Μεταβολές στα επίπεδα μελατονίνης. Μερικοί επιστήμονες θεωρούν την ένταση αυτή ως επικίνδυνη. Όριο έκθεσης από το ACGIH για άτομα 1000 V/m με βηματοδότες. Η τιμή αυτή λαμβάνεται υπόψη ως το επερχόμενο πρότυπο για τις Η.Π.Α. Όριο έκθεσης στη Γερμανία και 5000 V/m προτεινόμενο όριο από το IRPA/INIRC για το γενικό κοινό. Όριο έκθεσης από το IRPA/INIRC για V/m τους εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις Όριο έκθεσης από το ACGIH για τους V/m εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις Όριο έκθεσης από το IRPA/INIRC για V/m τους εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις (μέγιστο 2 ώρες την ημέρα) Πίνακας : Όρια Ασφαλείας στην Ένταση του Ηλεκτρικού Πεδίου για συχνότητα 50/60 Hz σύμφωνα με οδηγίες διαφόρων διεθνών και κρατικών φορέων υπεύθυνων για την προστασία από τη μη-ιονίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία [26]

33 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ / ΟΔΗΓΙΑ Εισήγηση Aaronia "M1" Σουηδική οδηγία εκπομπής SAGU Βιολογική οδηγία για υπνοδωμάτια Εισήγηση Aaronia "M2" Δημοσιευμένη οδηγία (1996) από το NCRP ως μέγιστο όριο έκθεσης για εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις. Μεταβολές στα επίπεδα μελατονίνης. Μερικοί επιστήμονες θεωρούν την ένταση αυτή ως επικίνδυνη. Η τιμή αυτή λαμβάνεται υπόψη ως το επερχόμενο πρότυπο για τις Η.Π.Α. Δημοσιευμένη (1996) από το NCRP ως το μέγιστο όριο έκθεσης για εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις. Όριο έκθεσης στη Γερμανία και προτεινόμενο όριο από το IRPA/INIRC για το γενικό κοινό. Όριο έκθεσης από το ACGIH για άτομα με βηματοδότη. IRPA (συνεχής έκθεση) DIV VDE (1991) Όριο έκθεσης από το IRPA/INIRC για εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις (ημερήσια έκθεση) Όριο Ασφαλείας (συχνότητα 50/60 Hz) Πυκνότητα Μαγνητικού Πεδίου 10 nt 100 nt 1000 nt 10,000 nt 100,000 nt 100,000 nt 400,000 nt 500,000 nt WHO CENELEC Όριο έκθεσης από το IRPA/INIRC για το γενικό κοινό (ημερήσια έκθεση) IRPA NRPB 500,000 nt 640,000 nt 1,000,000 nt 1,000,000 nt 1,600,000 nt Όριο έκθεσης από το IRPA/INIRC για εργαζόμενους στις σχετικές εγκαταστάσεις 5,000,000 nt (μέγιστο 2 ώρες την ημέρα) Πίνακας : : Όρια Ασφαλείας στην Πυκνότητα Μαγνητικού Πεδίου για συχνότητα 50/60 Hz σύμφωνα με οδηγίες διαφόρων διεθνών και κρατικών φορέων υπεύθυνων για την προστασία από τη μη-ιονίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. [27]

34 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Το ίδιο φαινόμενο, δηλαδή της ύπαρξης διαφορετικών Ορίων Ασφαλείας από χώρα σε χώρα, ισχύει και για την πυκνότητα ισχύος της Η/Μ ακτινοβολίας σε υψηλότερες συχνότητες (βλέπε Πίνακες ). Όρια Ασφαλείας για Πεδία Υψηλής Συχνότητας (450MHz) Εισήγηση της Γερμανικής Βουλής 1997 Προσωρινό Όριο Ασφαλείας στην Αυστρία Όριο Ασφαλείας στη Ρωσία Οικολογική Εισήγηση (1998 Γερμανία) Όριο Ασφαλείας στην Πολωνία Όριο Ασφαλείας στην Ιταλία Όριο Ασφαλείας στη Τσεχία Όριο Ασφαλείας στη Νέα Ζηλανδία Όριο Ασφαλείας στη Γερμανία και εισήγηση της ICNIRP (1998) Όριο Ασφαλείας στον Καναδά (1997) 0,00023 W/m² 0,001 W/m² 0,02 W/m² 0,023 W/m² 0,1 W/m² 0,16 W/m² 0,24 W/m² 2 W/m² 2,3 W/m² 3 W/m² Πίνακας : Όρια Ασφαλείας στην Πυκνότητα Ισχύος για συχνότητα 450 MHz σύμφωνα με οδηγίες διαφόρων διεθνών και κρατικών φορέων υπεύθυνων για την προστασία από τη μη-ιονίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. [28]

35 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Όρια Ασφαλείας για Πεδία Υψηλής Συχνότητας (900MHz) Εισήγηση της Γερμανικής Βουλής 1997 Προσωρινό Όριο Ασφαλείας στην Αυστρία Όριο Ασφαλείας στη Ρωσία Οικολογική Εισήγηση (1998 Γερμανία) Όριο Ασφαλείας στην Πολωνία Όριο Ασφαλείας στην Ιταλία Όριο Ασφαλείας στη Τσεχία Όριο Ασφαλείας στη Νέα Ζηλανδία Όριο Ασφαλείας στον Καναδά (1997) Όριο Ασφαλείας στη Γερμανία και εισήγηση της ICNIRP (1998) 0,00045 W/m² 0,001 W/m² 0,02 W/m² 0,045 W/m² 0,1 W/m² 0,16 W/m² 0,24 W/m² 2 W/m² 3 W/m² 4,5 W/m² Πίνακας : Όρια Ασφαλείας στην Πυκνότητα Ισχύος για συχνότητα 900 MHz σύμφωνα με οδηγίες διαφόρων διεθνών και κρατικών φορέων υπεύθυνων για την προστασία από τη μη-ιονίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Όρια Ασφαλείας για Πεδία Υψηλής Συχνότητας (1800MHz) Εισήγηση της Γερμανικής Βουλής 1997 Προσωρινό Όριο Ασφαλείας στην Αυστρία Όριο Ασφαλείας στη Ρωσία Οικολογική Εισήγηση (1998 Γερμανία) Όριο Ασφαλείας στην Πολωνία Όριο Ασφαλείας στην Ιταλία Όριο Ασφαλείας στη Τσεχία 0,0009 W/m² 0,001 W/m² 0,02 W/m² 0,09 W/m² 0,1 W/m² 0,16 W/m² 0,24 W/m² [29]

36 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Όριο Ασφαλείας στη Νέα Ζηλανδία Όριο Ασφαλείας στον Καναδά (1997) Όριο Ασφαλείας στη Γερμανία και εισήγηση της ICNIRP (1998) 2 W/m² 3 W/m² 9 W/m² Πίνακας Όρια Ασφαλείας στην Πυκνότητα Ισχύος για συχνότητα 1800 MHz σύμφωνα με οδηγίες διαφόρων διεθνών και κρατικών φορέων υπεύθυνων για την προστασία από τη μη-ιονίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Ρεύμα επαφής και Ρεύμα άκρων: Για συχνότητες έως 110 ΜHz και προκειμένου να αποφευχθούν κίνδυνοι που προέρχονται από ρεύματα επαφής, συνιστώνται πρόσθετα επίπεδα αναφοράς. Τα επίπεδα αναφοράς για το ρεύμα επαφής περιέχονται στον πίνακα ( ), τα οποία καθορίστηκαν λαμβάνοντας υπόψη ότι οι οριακές τιμές για το ρεύμα επαφής που προκαλούν βιολογικές αντιδράσεις σε γυναίκες και παιδιά ανέρχονται στα δύο τρίτα, και στο ήμισυ των τιμών για τους άνδρες. Επίπεδα αναφοράς για ρεύματα επαφής από αγώγιμα σώματα Ζώνη Συχνοτήτων Μέγιστο ρεύμα επαφής (ma) 0 Hz 2.5 khz khz 0.2 f 100 khz 110MHz 20 Πίνακας Επίπεδα αναφοράς για ρεύματα επαφής από αγώγιμα σώματα Για τη ζώνη συχνοτήτων 10 MHZ 110MHz συνίσταται επίπεδο αναφοράς 45mA ρεύματος διαμέσου οποιουδήποτε μέλους του σώματος και τούτο για να περιορίζεται η εντοπισμένη SAR ανά οποιαδήποτε εξάλεπτη χρονική περίοδο Ρυθμός ειδικής απορρόφησης ενέργειας SAR Ο ρυθμός ειδικής απορρόφησης ενέργειας υπολογίζεται ως η χρονική παράγωγος του στοιχειώδους ποσού ενέργειας dw που απορροφάται από στοιχειώδη μάζα dm ή που περιέχεται σε στοιχειώδη όγκο dv και πυκνότητας ρ. [30]

37 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό SAR = d dt (dw dm ) = d dt ( dw ρ dv ) Μπορεί να υπολογιστεί επίσης και από την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου (Ε) συναρτήσει της αγωγιμότητας (σ) και πυκνότητας του ιστού (ρ) από την εξής σχέση: SAR = σ Ε 2 ρ Υπολογισμός του ειδικού ρυθμού απορρόφησης (SAR) για ένα ζωικό ιστό πυκνότητας ρ(gr/cm 3 ), ειδικής θερμοχωρητικότητας C ( cal /gr grad) για συγκεκριμένη συχνότητα και προσανατολισμό μπορεί να γίνει από την εξής σχέση: SAR = ρ C ΔΤ Δt ( watss cm 3 ) όπου Δt ο χρόνος ακτινοβόλησης σε δευτερόλεπτα και ΔΤ η αύξηση της θερμοκρασίας του ιστού σε βαθμούς κελσίου. Ο κάθε ιστός του ανθρώπινου σώματος αντιδρά διαφορετικά και παρουσιάζει διαφορετική αγωγιμότητα αναλόγως της συχνότητας της ακτινοβολίας που δέχεται. Στον πίνακα 2,1,5,1 πιο κάτω παρουσιάζονται οι αγωγιμότητες για διάφορα μέρη του σώματος για συχνότητα ακτινοβολίας 50Hz. [I,3] Ιστός / Μέλος Αγωγιμότητα (S/m) Ιστός / Μέλος Αγωγιμότητα (S/m) σώματος σώματος Αέρας 0 Μάτια 0,26 Φλοιώδες οστά 0,02 Προστάτης 0,42 Λίπος 0,04 Στομάχι 0,52 Στήθος 0,06 οισοφάγος 0,52 Σπογγώδη οστά 0,07 Λεπτό έντερο 1,09 Πνεύμονας 0,07 Δωδεκαδάκτυλος 1,09 Εγκέφαλος 0,08 Παχύ έντερο 1,20 Νεφρό 0,09 Χολή 1,4 Επινεφρίδια 0.09 Οστά χεριού 1,50 Δέρμα 0,10 Εγκεφαλικό υγρό 2,00 Κύστη 0,21 ούρα 3,30 Πίνακας Τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας για μέρη του σώματος και ιστούς [31]

38 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Για τις πλείστες περιπτώσεις σε διεθνείς οδηγίες και βασικούς περιορισμούς χρησιμοποιείται ένας γενικός ρυθμός απορρόφησης για όλο το σώμα. Όμως ο ρυθμός απορρόφησης ενέργειας δεν είναι ίδιος για όλο το σώμα. Διαφορετικοί ιστοί και όργανα του σώματος αντιδρούν με συγκεκριμένο τρόπο σε έκθεση τους σε ακτινοβολίες, καθώς έχουν και διαφορετική αγωγιμότητα, γι αυτό εκτός από το γενικό SAR υπάρχουν και ειδικά SAR όπως για παράδειγμα για το κεφάλι, τα χέρια, τα μάτια κλπ. [25] Η ποσότητα SAR δεν εξαρτάται μόνο από την ένταση του πεδίου αλλά και από τη συχνότητα της ακτινοβολίας, την αγωγιμότητα των ιστών, το μέγεθος του εκτεθειμένου οργανισμού ή ακόμα και τον προσανατολισμό του ατόμου σε σχέση με την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος. Τυπικές τιμές τόσο για το γενικό SAR όσο και για ειδικά SAR όπως θεσπίστηκαν από διεθνείς οργανισμούς και χώρες παρουσιάζονται στους πίνακες πιο κάτω. SAR (μέση τιμή) (W/kg) SAR (μέση τιμή, ιστός εκτός από πόδια, χέρια) (W/kg) SAR (μέση τιμή για χέρια, πόδια) (W/kg) Γενικός Πληθυσμός 0, Εργαζόμενοι 0, Πίνακας Μέγιστες τιμές SAR όπως έχουν δημοσιοποιηθεί από την ICNIPR, για χρονική έκθεση 6 λεπτών και 10γρ ιστού 2.2 Βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Όπως έχει προαναφερθεί οι ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες χωρίζονται σε Ιονίζουσες και Μη - Ιονίζουσες. Οι Μη - Ιονίζουσες ακτινοβολίες περιλαμβάνουν τις πολύ χαμηλές συχνότητες (ELF), τα ραδιοκύματα, τα κύματα ραδιοφωνίας και τηλεόρασης, καθώς και τις συχνότητες της κινητής τηλεφωνίας. Όλες αυτές οι τεχνητές ακτινοβολίες δεν υπήρχαν κατά την εξέλιξη της ζωής στη Γη, γι αυτό και μεγάλο μέρος της επιστημονικής κοινότητας δεν θεωρούν ότι μπορεί να υπάρξει όριο ασφαλείας από πλευράς έκθεσης των οργανισμών σε αυτές. Τα τεχνητά ηλεκτρομαγνητικά πεδία έχουν ως πηγή τους ηλεκτρικά κυκλώματα με συχνότητες από 0 Hz (στατικά πεδία) μέχρι την περιοχή συχνοτήτων του ορατού φωτός. Η έκθεση του ανθρώπου και κατ επέκταση όλων των ζωντανών οργανισμών στις ακτινοβολίες αυτές αυξάνεται αλματωδώς με την τεχνολογική πρόοδο και αν δεν ελεγχθεί άμεσα μπορεί να έχει σοβαρές επιδράσεις στη φυσιολογική λειτουργία τους. [32]

39 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Εκ φύσεως πιο επικίνδυνες ακτινοβολίες είναι οι Ιονίζουσες λόγω και μεγαλύτερης ενέργειας που μεταφέρουν, γι αυτό το λόγο έχουν διερευνηθεί σε βάθος χρόνου. Γνωρίζουμε πολύ καλά για τις επιδράσεις τους καθώς και τους μηχανισμούς δράσης και άμυνας του οργανισμού όταν εκτεθεί σε τέτοιους είδους ακτινοβολίες. Από την άλλη όμως οι Μη-Ιονίζουσες ακτινοβολίες έχουν κατά κάποιο τρόπο παραγκωνισθεί από το μεγαλύτερο αδελφό τους και μέχρι πρότινος πιστευόταν ότι υπήρχαν μόνο θερμικές επιδράσεις. Αύξηση της θερμοκρασίας σε ιστό που εκτίθεται σε ΗΜ ακτινοβολία προέρχεται από πυκνότητες ισχύος μεγαλύτερες του 1mW/cm 2. Τα μόρια του νερού που αποτελούν το 70% του ανθρώπινου οργανισμού λειτουργούν ως ηλεκτρικά δίπολα με το θετικό πόλο ανάμεσα στα άτομα υδρογόνου. Όταν αυτά τα μόρια δεχτούν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αρχίζουν να ταλαντώνονται, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος. Ο οργανισμός διαθέτει θερμορυθμιστικούς μηχανισμούς που σκοπό έχουν να διατηρούν τη θερμοκρασία του σώματος σταθερή στους 36,7 ο C, αλλά ασθενούν στην περίπτωση ισχυρών πεδίων. Τα τελευταία χρόνια όμως όλο και περισσότεροι προβληματισμοί για τη δράση της Μη - Ιονίζουσας ακτινοβολίας και γενικά ασθενών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων άρχισαν να εγείρουν το ενδιαφέρον στην επιστημονική κοινότητα ώστε να μελετηθούν σε μεγαλύτερο βαθμό, αν υπάρχουν μη θερμικές επιδράσεις της ακτινοβολίας σε ζωντανούς οργανισμούς. Αυτές οι υποψίες για μη θερμικές επιδράσεις, δηλαδή αυτές που προέρχονται από χαμηλές εντάσεις ακτινοβολίας και δεν προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας, παίρνουν σάρκα και οστά, αφού όλο και περισσότερες μελέτες τα τελευταία χρόνια έρχονται να υποδείξουν αυτό το φαινόμενο. [28] Είναι γνωστό εξάλλου ότι η λειτουργία των κυττάρων και κατ επέκταση του οργανισμού μας πραγματοποιείται με τη συμμετοχή ενδογενών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων τα οποία διαδραματίζουν καταλυτικό ρόλο στην ομαλή λειτουργία του. Έρευνες που διενεργήθηκαν κατά την τελευταία δεκαετία έριξαν φως στο θέμα αλληλεπίδρασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με τον ανθρώπινο οργανισμό. Από τις έρευνες προέκυψαν ενδείξεις για επιδράσεις της ακτινοβολίας τόσο σε κυτταρικό επίπεδο όσο και μακροσκοπικό σε ιστούς και όργανα. [33]

40 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Απομάκρυνση ιόντων ασβεστίου από κυτταρικές μεμβράνες Μελέτες σε κυτταρικό επίπεδο έδειξαν ότι το ανθρώπινο σώμα αποτελεί καλό αγωγό για τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Σε περιπτώσεις κυτταρικών καλλιεργειών όταν η ακτινοβολία συναντήσει κάποιο εμπόδιο ή τοίχωμα (κυτταρική μεμβράνη) παράγει ρεύμα αυτεπαγωγής που την βοηθά να συνεχίσει το δρόμο της. Για παράδειγμα οι κυτταρικές μεμβράνες που εμφανίζουν μεγάλη αντίσταση σε συνεχές ρεύμα, επιτρέπουν την διέλευση ραδιοσυχνοτήτων εξαιτίας αυτού του φαινομένου, αυξάνοντας έτσι και την διαπερατότητα τους. Αυτή η αλλοίωση των ιδιοτήτων των κυτταρικών μεμβρανών γίνεται με απομάκρυνση ιόντων (κυρίως ασβεστίου) από τις μεμβράνες. Μεγαλύτερη έκταση το φαινόμενο αυτό παίρνει σε χαμηλές συχνότητες γιατί αφήνουν περισσότερο χρόνο στα εκτοπισμένα ιόντα να διαχυθούν καθαρά από την κυτταρική μεμβράνη και να αντικατασταθούν από διαφορετικά ιόντα πριν το πεδίο αντιστραφεί. Τα ιόντα ασβεστίου είναι θετικά φορτισμένα άτομα ασβεστίου και προσδένονται σε αρνητικά φορτισμένες κυτταρικές μεμβράνες. Ως γνωστό το ασβέστιο έχει αριθμό σθένους 2, δηλαδή δύο ελεύθερα ηλεκτρόνια τα οποία χάνει ή μοιράζεται όταν σχηματίζει δεσμούς και αποκτά θετικό φορτίο +2. Έτσι τα ιόντα ασβεστίου, όπως ομοίως και το μαγνήσιο, μπορούν να αποσπαστούν ευκολότερα σε σύγκριση με άλλα ιόντα που έχουν +1 φορτίο. Το φαινόμενο αυτό μεγιστοποιείται στη συχνότητα των 16 Hz, συχνότητα συντονισμού του φαινομένου. Επίσης και για άλλες συχνότητες πλησίον των 16 Hz (6-20 Hz) παρατηρούνται και άλλοι συντονισμοί διαφόρων ουσιών, όπως για παράδειγμα αλλαγή στο ρυθμό μετακίνησης των μορίων, το οποίο τονίζει ότι η μεταβολή του ρυθμού ανταλλαγής ασβεστίου στα κύτταρα επηρεάζει καταλυτικά ολόκληρη τη λειτουργία ενός κυττάρου. [34]

41 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Αύξησης εκροής 45 Ca Συχνότητα διαμόρφωσης ( Hz) Σχήμα 1: Μεταβολή της ταχύτητας εκροής (ραδιενεργού) ασβεστίου από εγκεφαλικά κύτταρα νεογνών πουλερικών υπό συνθήκες μικροκυμματικής ακτινοβόλησης. Στην κατάσταση συντονισμού το πλάτος ταλάντωσης των μορίων είναι μέγιστο και όταν ξεπεράσει κάποιο κρίσιμο όριο δημιουργούνται ανοίγματα στις κυτταρικές μεμβράνες. Αποτέλεσμα τους η μεταβολή ενδοκυτταρικών ιοντικών συγκεντρώσεων, κυρίως ασβεστίου, που μπορεί να αποφέρει απώλεια του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, διαφόρων προστατευτικών τοιχωμάτων (δέρμα, πνεύμονες, έντερο κλπ.), επιδείνωση ασθενειών, αλλεργίες μέχρι και κυτταρικό θάνατο. (I,11) Μελέτες σε καλλιέργειες κυττάρων (in vitro) Κατά τις τελευταίες δεκαετίες όλο και περισσότερα σύγχρονα εργαστήρια έχουν στρέψει το ενδιαφέρον τους στη μελέτη κυτταρικών καλλιεργειών (in vitro). Μέσω αυτών των πειραμάτων η επιστημονική κοινότητα ευελπιστεί να κατανοήσει σε μεγάλο βαθμό πώς τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία επηρεάζουν τη λειτουργία των κυττάρων και αν έχουν αρνητικές συνέπειες σε αυτά. [22] Η απόσπαση ιόντων ασβεστίου από τις κυτταρικές μεμβράνες, με ό,τι αυτό συνεπάγεται, είναι απόρροια της κύριας αλληλεπίδρασης μεταξύ ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και κυττάρου για πυκνότητες ισχύος mw/cm 2. [35]

42 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Παρατηρήθηκε βραδυκαρδία σε συχνότητα 960 ΜHz για πυκνότητες ισχύος 8mW/cm 3 σε ιστούς από καρδίες χελωνών. Τιμή που αντιστοιχεί σε απορροφούμενη ισχύ 2mW ανά γραμμάριο ιστού. [1] Μετρήθηκε διαφορά δυναμικού μερικών mv κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης νευρικών κυττάρων όταν το ηλεκτρικό πεδίο ενός κύματος προσπίπτει κάθετα στη μεμβράνη. Αυτή η μικρή ηλεκτρική τάση είναι πιθανό να επηρεάσει την ανταλλαγή ιόντων κυττάρου και εξωτερικού περιβάλλοντος, πράγμα που δεν ισχύει για συχνότητες μεγαλύτερες των 100 MHz [2]. Ακτινοβολία παλμικά διαμορφωμένης συχνότητας Hz βρέθηκε να έχει αρνητική επίδραση στην κυτταρική διαίρεση λεμφοκυττάρων. Επίσης στην παρουσία παλμικών μικροκυμάτων 450 MHz παρατηρήθηκε μείωση 25% της ικανότητας καταπολέμησης καρκινικών κυττάρων σε ποντίκια. [3] Σε μια άλλη διαφορετική περίπτωση μελετήθηκε η απόκριση φαγοκυττάρων απέναντι σε ένα μολυσματικό παράγοντα υπό την επίδραση ακτινοβολίας 50 Hz και πυκνότητας ροής 1mT σε έκθεση 4-6 ώρες / ημέρα. Τα αποτελέσματα της έρευνας ήταν ενθαρρυντικά αφού τα εκτιθέμενα σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία βακτήρια είχαν περιοριστεί σε σύγκριση με το δείγμα αναφοράς, γεγονός που υποδηλώνει ότι πεδία χαμηλών συχνοτήτων θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για επωφελείς χρήσεις. [4] Φυσικά όλα τα ευρήματα θετικά ή αρνητικά τα οποία έχουν αναδειχτεί μέσα από τις έρευνες δεν μπορούν να υιοθετηθούν αυτούσια, για το λόγο ότι έχουν γίνει σε καλλιέργειες κυττάρων και δεν γνωρίζουμε αν μπορούν να επεκταθούν σε ολοκληρωμένους οργανισμούς όπως ο άνθρωπος Μελέτες σε πειραματόζωα και εθελοντές: Για το σκοπό αυτών των μελετών, πειραματόζωα όπως ποντίκια, αρουραίοι, κουνέλια κλπ. εκτίθενται σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Τα αποτελέσματα της ακτινοβόλησης ανιχνεύονται με κλινικές εξετάσεις ή νεκροτομή και ιστολογική εξέταση στο εργαστήριο, σε σύγκριση πάντα με το δείγμα αναφοράς μη εκτιθέμενων πειραματόζωων. Σε αυτό τον τομέα υπάρχουν άπειρες αναφορές. [I,1]. Παρουσιάζονται μερικές επιλεκτικά πιο κάτω. Αρκετές μελέτες κατέληξαν ότι δεν υπάρχουν ενδείξεις αλληλεπίδρασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και χρωμοσωμάτων σε τυχόν αλλοιώσεις [5] [36]

43 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Έκθεση σε πεδία 1420 μτ, για όλη την ζωή (από την γέννηση έως τον φυσικό θάνατο) ποντικιών δεν αύξησε την συχνότητα εμφάνισης όγκων του εγκεφάλου [6] Σε συχνότητες μικροκυμάτων και ρυθμό απορροφώμενης ισχύος 11mW/gr εντοπίστηκαν φαινόμενα υπερθερμίας, υποθερμίας, βραδυκαρδίας και καρδιακής αρρυθμίας. Φαινόμενα που εντείνονταν στην περίπτωση που η ακτινοβολία προσφερόταν σε παλμούς. [8] Έκθεση φρουτόμυγων σε πεδία 500 μτ και 5000 μτ για 40 γενεές δεν προκάλεσε καμία επίδραση στον ρυθμό μεταλλάξεων [7] Σε μια άλλη μελέτη προσπάθησαν να διερευνήσουν τις συνέπειες της γήρανσης με την επίδραση ακτινοβολίας 50 Hz και πυκνότητα ροής 0.1 mt σε ποντίκια. Τα πειραματόζωα εκθέτονταν για 10 συνεχές μέρες σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Τα αποτελέσματα φανερώνουν ότι η ηλικία σε συνάρτηση με έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία σε πειραματόζωα δρα ως παράγοντας κινδύνου για την εμφάνιση παθολογιών του νευρικού συστήματος. [8] Σε μια άλλη έρευνα, επιστήμονες προσπάθησαν να εντοπίσουν τις επιπτώσεις σε μακροχρόνια έκθεση σε χαμηλών συχνοτήτων ακτινοβολία 50 Hz. Τα αποτελέσματα έδειξαν διαταραχές λιπιδίων στον εγκέφαλο, το οποίο μπορεί να περιοριστεί εν μέρει με συμπληρώματα ψευδάργυρου στα πειραματόζωα. [9] Σε συχνότητες 2450 MHz, χρήσης σε φούρνους μικροκυμάτων, παρατηρήθηκε αύξηση της έκκρισης θυροξίνης από το θυροειδή αδένα και μείωση της αυξητικής ορμόνης.[10] Διόγκωση του θυροειδούς αδένος παρατηρήθηκε σε τεχνικούς μικροκυμάτων. [11] Επιδημιολογικές μελέτες Σε αυτού του είδους μελέτες μελετάται το ιατρικό ιστορικό συνήθως μεγάλου δείγματος πληθυσμού που κατοικεί σε βεβαρημένες περιοχές από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ή άλλου είδους μολύνσεις και συγκρίνεται η συχνότητα εμφάνισης κάποιας ασθένειας σε σύγκριση με ανάλογο δείγμα σε μια πιο υγιή περιοχή. Επιδημιολογικές μελέτες υπάρχουν εκατοντάδες. Παρουσιάζονται μερικές επιλεκτικά πιο κάτω. [20] Ο κίνδυνος λευχαιμίας τριπλασιάζεται για παιδιά που ζουν σε σπίτια όπου το μαγνητικό πεδίο συχνότητας 50 Hz έχει πυκνότητα ροής 0.2μΤ. Ενώ [37]

44 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό τετραπλασιάζεται για πυκνότητα ροής 0.4μΤ, σε σύγκριση βέβαια με το δείγμα αναφοράς όπου η μαγνητική ροή δεν υπέρβαινε το 0.1μΤ. Η μελέτη κατέχει ιδιαίτερη βαρύτητα διότι περιελάβανε ολόκληρο τον πληθυσμό της Σουηδίας. [12] Έρευνα στη Μεγάλη Βρετανία έδειξε ότι δεν υπάρχει αυξημένος κίνδυνος λευχαιμίας ή άλλης μορφής καρκίνου για παιδία που κατοικούσαν σε απόσταση μικρότερη από 50 μέτρα από γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος. Στην συγκεκριμένη έρευνα συμμετείχαν 3390 υγιή παιδία και 3380 με κακοήθη νεοπλασία. [13] Άλλη έρευνα έδειξε ότι εργαζόμενοι στις εταιρίες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είχαν τριπλάσια πιθανότητα εμφάνισης οξείας μυελώδους λευχαιμίας. Ενώ οι περισσότεροι εκτιθέμενοι είχαν δώδεκα φορές περισσότερη πιθανότητα εμφάνισης όγκων εγκεφάλου. Η μελέτη αυτή είχε ως δείγμα εργάτες σε Γαλλία, Οντάριο και Κεμπέκ. [14] Παιδιά που κατοικούσαν σε απόσταση λιγότερη από 150 μέτρα από γραμμές υψηλής τάσης 50 Hz, 200kV, είχαν διπλάσια πιθανότητα ανάπτυξης καρκίνου σε σχέση με παιδιά που κατοικούσαν σε μεγαλύτερες αποστάσεις από γραμμές υψηλής τάσης. Επίσης, για πυκνότητα ροής πέραν των 0.3μΤ, βρέθηκε κίνδυνος 2.7 φορές μεγαλύτερος. Ενώ για όσους κατοικούσαν στα συγκεκριμένα σπίτια αφότου γεννήθηκαν είχαν κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου 5.6 φορές μεγαλύτερο. [15] Έρευνα που έγινε στην Δανία σε εργαζόμενους σε εταιρίες παροχής ηλεκτρικής ενέργειας έδειξε ότι τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία δεν δημιουργούν αυξημένους κινδύνου για την υγεία των εργαζομένων. [16] Άλλη μια μεγάλη έρευνα έλαβε χώρα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στην Αμερική. Στην έρευνα αυτή μελετήθηκαν 138,905 άνδρες οι οποίοι εργάζονταν σε εργοστάσια ηλεκτρικής ενέργειας και εκθέτονταν σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία χαμηλών συχνοτήτων (ELF). Βρέθηκε ότι είχαν φορές περισσότερη πιθανότητα αυτοκτονίας σε σύγκριση με άλλους εργαζόμενους. [17] Γενικά, οι έρευνες που έχουν διεξαχθεί τα τελευταία 50 χρόνια είναι πάρα πολλές. Πιο πάνω παρουσιάστηκαν μερικές αναφορές και από τις δύο πλευρές που δείχνουν ή όχι κάποια σημάδια συσχέτισης ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και προβλημάτων υγείας [38]

45 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό Η συντριπτική πλειοψηφία των μελετών αυτών είναι σαφώς αρνητική παρά το γεγονός ότι έχουν εφαρμοστεί πειραματικά πεδία, τεράστιας έντασης και ισχύος. Καμιά από τις θετικές μελέτες δεν κατέστη δυνατόν να επαναληφθεί από άλλους ερευνητές, εφαρμόζοντας τις ίδιες συνθήκες, ακόμα και από τους ίδιους. Η αδιαμφισβήτητη διερεύνηση κατά πόσον οφείλεται η επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην υγεία απαιτεί ενδελεχή, πολυδιάστατη και μακροχρόνια έρευνα. Πρώτα απ όλα πρέπει να ελεγχθεί αν η πιθανότητα εμφάνισης της υπό μελέτης ασθένειας είναι στατιστικά μεγαλύτερη τουλάχιστο 1-2 τυπικές αποκλίσεις από το δείγμα αναφοράς της εκάστοτε έρευνας, πράγμα που απαιτεί προσεκτική συλλογή και επεξεργασία δεδομένων. Εφόσον αυτό επαληθευτεί πρέπει να ληφθούν υπόψη και άλλοι παράγοντες όπως η κληρονομικότητα, οι διατροφικές συνήθειες, η ραδιενέργεια του περιβάλλοντος, η ύπαρξη τοξικών ουσιών στο υπέδαφος κ.λπ. Επιπλέον, λόγω της αθροιστικής φύσης της έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία, της μεγάλης στατιστικής διακύμανσης που παρατηρείται σε κάθε διαφορετικό οργανισμό και των πολλών μεταβλητών που εμπίπτουν σε αυτό, όπως έχει αναφερθεί πιο πάνω, δεν είναι καθόλου εύκολο μια τέτοια συσχέτιση. Καθόλου εύκολο με την έννοια του αιτίου και αιτιατού, όπως γίνεται κατεξοχήν στην επιστήμη της Φυσικής. Η μέχρι στιγμής εξήγηση των φαινομένων είναι καθαρά φαινομενολογική. Για να προχωρήσει η έρευνα ένα βήμα πιο πέρα προς το τέλος του τούνελ που οδηγεί στην πλήρη κατανόηση του προβλήματος θα πρέπει πρώτα να κατανοηθούν τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά οι ακριβείς μηχανισμοί επίδρασης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας πάνω στην έμβρυα ύλη. 2.3 Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην Κύπρο Η Κύπρος, παρά την καθυστερημένη τεχνολογική επανάσταση της σε σύγκριση με άλλες Ευρωπαϊκές χώρες, τώρα βρίσκεται στο απόγειο της. Παρατηρείται μια μεγάλη ανάπτυξη στον τομέα της δημιουργίας νέων ραδιοτηλεοπτικών σταθμών και εγκαταστάσεων παροχής τηλεφωνικών και άλλων ηλεκτρονικών εγκαταστάσεων (πχ. κινητή τηλεφωνία). Ο κάθε Κύπριος λοιπόν εκτίθεται καθημερινά σε πεδία ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μεγαλύτερα από ποτέ προηγουμένως, τόσο ως προς το κοντινό όσο και ως προς το μακρινό πεδίο, πεδία που δεν έχουν καταγραφεί συστηματικά ή και καθόλου σε κάποιες περιπτώσεις. Γι αυτό το λόγο η Κύπρος, όντας και ενεργό μέλος της ΕΕ, πρέπει να τηρεί τους βασικούς περιορισμούς και όρια ασφαλείας έτσι [39]

46 Κεφάλαιο 2 Όρια Ασφαλείας και βιολογικές επιδράσεις στον ανθρώπινο οργανισμό όπως γνωστοποιούνται από διεθνείς φορείς και οργανισμούς (ICNIPR, WHO κλπ.) για την έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Το πεδίο αυτό της έρευνας στην Κύπρο το έχει αναλάβει κατά κύριο λόγο το Πανεπιστήμιο Κύπρου. Ένας από τους διαχρονικούς στόχους του ερευνητικού προγράμματος είναι η χαρτογράφηση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων σε περιοχές του νησιού όπου υπάρχουν ισχυρισμοί για αυξημένα περιστατικά ασθενειών ή όπου αλλού κρίνει το Πανεπιστήμιο σκόπιμο για να διασφαλιστεί το αίσθημα ασφάλειας από έκθεση στις ακτινοβολίες αυτές. Μέσα από αυτό το πρόγραμμα θα δημιουργηθούν βάσεις δεδομένων οι οποίες με κατάλληλη μελέτη και επεξεργασία των μετρήσεων θα είναι σε θέση να αποκλείσουν ή να επιβεβαιώσουν πιθανά επιστημονικά αίτια. Επιπρόσθετα θα συμβάλουν μακροπρόθεσμα στην ποσοτική ανάδειξη της σχέσης αιτίου και αποτελέσματος για το ρόλο που διαδραματίζουν τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία στην υγεία. Στην εργασία αυτή έχουν παρθεί μετρήσεις χαμηλών συχνοτήτων 50/60Hz τόσο για το ηλεκτρικό όσο και για το μαγνητικό πεδίο. Οι μετρήσεις αυτές διεξήχθησαν επί το πλείστο σε κοινόχρηστους χώρους του Πανεπιστημίου Κύπρου (αίθουσες διδασκαλίας, ηλεκτρονικών υπολογιστών, εξωτερικούς χώρους κλπ.), όπου πρόσβαση έχουν όλοι οι φοιτητές και το ακαδημαϊκό προσωπικό, αλλά και σε χώρους περιορισμένης πρόσβασης, όπως οι κεντρικές μονάδες ηλεκτρονικών υπολογιστών (servers), πίνακες ελέγχου ηλεκτρικής ενέργειας κλπ. [40]

47 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζεται η μεθοδολογία της εργασίας καθώς και το όργανο που χρησιμοποιήθηκε για τη διεξαγωγή των μετρήσεων μαζί με όλες τις λειτουργίες που μπορεί να εκτελέσει. Επίσης γίνεται αναλυτική παρουσίαση των χώρων/ εγκαταστάσεων όπου λήφθηκαν οι μετρήσεις. 3.1 Μεθοδολογία Μέσα από το σύγχρονο τρόπο ζωής και τις αυξανόμενες καταναλωτικές ανάγκες των ανθρώπων σε θέματα τεχνολογίας τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία έχουν εισβάλει στην καθημερινότητα μας και βρίσκονται παντού σε όλους τους χώρους χωρίς να μπορούμε να τα αποφύγουμε. Χαρακτηριστικά κεραίες κινητής τηλεφωνίας, κεραίες ραδιοφωνικών σταθμών, ασύρματα δίκτυα (Wi- Fi) καθώς και πληθώρα οικιακών συσκευών εκτός από το σκοπό που εξυπηρετούν φέρουν μαζί τους και ανεπιθύμητη ακτινοβολία. Ακτινοβολία, τόσο χαμηλών συχνοτήτων που προέρχεται από το την τροφοδοσία τους (συνήθως ηλεκτρικό ρεύμα 50 Ηz) όσο και υψηλότερων συχνοτήτων την οποία συνήθως εκπέμπουν για το σκοπό που έχουν δημιουργηθεί. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μέτρηση και μελέτη ηλεκτρομαγνητικών πεδίων χαμηλών συχνοτήτων (50 Hz) στους χώρους του Πανεπιστημίου Κύπρου. Πρωταρχικός σκοπός της μελέτης είναι η σύγκριση των πεδίων αυτών με τους βασικούς περιορισμούς και όρια ασφαλείας ώστε να διαπιστωθεί αν έχουμε προβληματικές περιοχές που τα υπερβαίνουν ή ευαίσθητες περιοχές που χρίζουν προσοχής και περαιτέρω μελέτης - υιοθέτησης μέτρων ασφαλείας για το ευρύ κοινό. Λήφθηκαν μετρήσεις κυρίως για την πυκνότητα μαγνητικής ροής (Β) αλλά και για την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου (Ε). Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στο μαγνητικό πεδίο. Το ηλεκτρικό πεδίο επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τις δυναμικές γραμμές των ηλεκτρονικών στοιχείων που βρίσκονται πλησίον του ανιχνευτή. Επιπλέον, το ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να θωρακιστεί με ευκολία από μεγάλη ποικιλία υλικών, ακόμα και ένα λεπτό ύφασμα μπορεί να μεταβάλει τάξεις μεγέθους την ένταση του πεδίου. Έγιναν μετρήσεις τόσο για μέσες τιμές (RMS) όσο και μετρήσεις κορυφής (Vect Peak). Για χώρους με σημαντικά ηλεκτρονικά στοιχεία (πχ. κεντρικοί διακομιστές, κέντρα τηλεπικοινωνιών, υποσταθμοί ΑΗΚ κλπ.) ή όπου απαιτείτο πιο ενδελεχής μελέτη φτιαχνόταν ένα φανταστικό τρισδιάστατο πλέγμα, το οποίο απαρτιζόταν από μετρήσεις πεδίων για διάφορες [41]

48 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων συντεταγμένες x,y με σταθερό βήμα μεταξύ τους, το οποίο οριζόταν για κάθε περίπτωση ξεχωριστά αναλόγως με τις διαστάσεις και τη διαρρύθμιση του χώρου, για τρία διαφορετικά ύψη (πόδια, μέση και κεφάλι ανθρώπινου σώματος). Οι μετρήσεις έγιναν σε μεγάλη κλίμακα χρόνου ώστε να καλυφθούν όλες οι χρονικές περίοδοι λειτουργίας του Πανεπιστημίου. Μετρήσεις έγιναν τόσο για εργάσιμες ώρες όπου φοιτητές και προσωπικό βρίσκονταν στους χώρους λήψης μετρήσεων όσο και σε απογευματινές ώρες. Μετά τη λήψη των μετρήσεων με την βοήθεια του οργάνου EFA-300 και με την κατάλληλη επεξεργασία τους παρουσιάζονται τα γραφήματα κατανομής των πεδίων. Οι χώροι έχουν κατηγοριοποιηθεί ανάλογα με το τι περιέχουν στο εσωτερικό τους. Παρουσιάζονται ένας με δύο χώροι ανά κατηγορία μαζί με κατόψεις των χώρων και επεξήγηση των γραφημάτων που προκύπτουν (Όλες οι μετρήσεις μαζί με τα γραφήματα για κάθε χώρο παρουσιάζονται στο Παράρτημα Α στο τέλος της εργασίας). Μετά από την παρουσίαση των μετρήσεων και γραφημάτων ακολουθούν τα σχόλια και συμπεράσματα που προέκυψαν από τη διεξαγωγή της εργασίας. Οι κατηγορίες χώρων που διενεργήθηκαν οι μετρήσεις παρουσιάζονται πιο κάτω. [Ι,10] Κόμβοι Τηλεπικοινωνιακών συστημάτων Για την εξυπηρέτηση όλων των χρηστών στο δίκτυο του Πανεπιστημίου και ομαλή λειτουργία του, σε κάθε κτήριο και σε κάθε όροφο υπάρχουν μικροί χώροι όπου στεγάζονται κεντρικά πάνελ τηλεπικοινωνιακών κόμβων που συγκεντρώνουν πληθώρα καλωδίων και συνδέσεων (εικόνα 3.5). Οι χώροι αυτοί συνήθως δεν ξεπερνούν τα 10m 2. Τα πάνελ λειτουργούν σε σταθερή θερμοκρασία χάρη στο σύστημα ψύξης (air conditioner) που διαθέτει το εκάστοτε δωμάτιο για αποφυγή τυχόν προβλημάτων λόγω υπερθέρμανσης. Τα μικρότερα δωμάτια διαθέτουν συμβατικά κλιματιστικά, ενώ μεγαλύτερα δωμάτια είναι εξοπλισμένα με μεγάλες κλιματιστικές μονάδες (τύπου ντουλάπας). Ένα πάνελ αποτελείται από μεταλλική κατασκευή που στο εσωτερικό της περιέχει δεκάδες, ακόμα και εκατοντάδες συνδέσεις καλωδίων για την εκάστοτε πτέρυγα που εξυπηρετεί. Στην εργασία αυτή μετρήθηκαν συνολικά 11 τέτοια δωμάτια. [42]

49 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Εικόνα 3.5 Κόμβοι Τηλεπικοινωνιών στο τμήμα Φυσικής Παν. Κύπρου Κέντρα υψηλής υπολογιστικής ισχύος Τα περισσότερα ερευνητικά προγράμματα που εκπονούνται στο Πανεπιστήμιο, λόγω μεγάλου κόστους διεξαγωγής τους, δεν έχουν την ευχέρεια πραγματοποίησης κάθε πιθανού σεναρίου που μελετά ο πειραματικός σε πραγματικές συνθήκες. Γι αυτό το λόγο τα περισσότερα από αυτά διεξάγονται με προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές, εξ ολοκλήρου ή μέρος αυτών. Όλες αυτές οι προσομοιώσεις για κάθε πιθανό σενάριο απαιτούν τεράστια υπολογιστική ισχύ που δεν μπορεί ένας συμβατικός υπολογιστής να προσφέρει. Για το σκοπό αυτό έχουν δημιουργηθεί κέντρα υψηλής υπολογιστικής ισχύος. Τέτοια κέντρα υπάρχουν σε αρκετά κτήρια του Πανεπιστημίου, όπως τα κτήρια Θετικών Επιστημών, Οικονομικών και άλλα. Στη συγκεκριμένη εργασία έχουν μετρηθεί δύο τέτοια κέντρα στο Τμήμα Πληροφορικής. Εικόνα 3.6 Κέντρο υψηλής υπολογιστής ισχύος στο τμήμα πληροφορικής [43]

50 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Ραδιοφωνικός Σταθμός Παν. Κύπρου Ο ραδιοφωνικός σταθμός του Πανεπιστημίου Κύπρου, UCY Voice, ξεκίνησε τη λειτουργία του το Εκπέμπει στη συχνότητα 95.2 fm ή ηλεκτρονικά στη σελίδα Συγκαταλέγεται στην κατηγορία Μικρός Τοπικός Σταθμός και οι εγκαταστάσεις του βρίσκονται στο Κέντρο Κοινωνικών Δραστηριοτήτων του Πανεπιστημίου. Εκπέμπει σε 24ωρη βάση με πληθώρα θεμάτων και εκπομπών. Η λειτουργία του σταθμού δεν θα ήταν δυνατή χωρίς την ύπαρξη κεντρικού διακομιστή (server) μαζί με τις απαραίτητες καλωδιώσεις (εικόνα 3.7). Στα πλαίσια της εργασίας αυτής έγιναν μετρήσεις στο εσωτερικό του χώρου αυτού. Εικόνα 3.7 Κεντρικός Διακομιστής Ραδιοφωνικού σταθμού Παν. Κύπρου Ενεργειακό Κέντρο Στις εγκαταστάσεις του Πανεπιστημίου ανήκει και το Ενεργειακό Κέντρο το οποίο βρίσκεται στην ανατολική είσοδο του. Σκοπός της λειτουργίας αυτού του Κέντρου είναι η διαχείριση λυμάτων τα οποία προκύπτουν από τις υπηρεσίες που προσφέρει το Πανεπιστήμιο. Το Ενεργειακό Κέντρο αποτελείται από ένα μεγάλο κτήριο διαστάσεων 35x16 μέτρων περίπου, στο οποίο στεγάζεται το μηχανοστάσιο και ένας σταθμός υψηλής τάσης. Στο χώρο επίσης στεγάζονται δεξαμενές λυμάτων και δεξαμενές πετρελαίου για την λειτουργία του Κέντρου. Οι μετρήσεις που λήφθηκαν για το Ενεργειακό Κέντρο αφορούν το χώρο γύρω από το κτήριο, καθώς η εσωτερική πρόσβαση σε αυτό δεν ήταν διαθέσιμη. [44]

51 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Εικόνα 3.8 Κυρίος χώρος ενεργειακού κέντρου και διαχείρισης λυμάτων Κτήριο Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης Στο κτήριο αυτό στεγάζεται η καρδιά του Πανεπιστημίου Κύπρου καθώς εκεί βρίσκονται τα πλείστα γραφεία διοικητικού προσωπικού. Αποτελείται από 5 ορόφους συνολικής έκτασης 9470m 2. Στο υπόγειο βρίσκεται ο κεντρικός διακομιστής (server) του Πανεπιστημίου σε δωμάτιο εμβαδού 40m 2 o οποίος λειτουργεί σε ελεγχόμενες συνθήκες. Στους υπόλοιπους ορόφους στεγάζονται επί το πλείστο γραφεία και υπηρεσίες καθώς και κάποιες αίθουσες συνεδριάσεων. Λόγω της τεράστιας έκτασης που κατέχει το κτήριο και απουσίας ισχυρών πηγών στους περισσότερους χώρους του ήταν εξαιρετικά χρονοβόρο και άσκοπο η μέτρηση πεδίων σε όλη την έκταση του. Γι αυτό το λόγο μετρήθηκαν επιλεκτικά χώροι υψίστης σημασίας, όπως ο κεντρικός διακομιστής, γραφεία προσωπικού και μερικοί κοινόχρηστοι χώροι. Χώροι δηλαδή όπου εργαζόμενοι εκθέτονταν για μεγάλα διαστήματα ή υπήρχαν ισχυρές πηγές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων Εικόνα 3.9 Πρόσοψη κτηρίου Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης [45]

52 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Αίθουσες Διαλέξεων και Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Θεωρήθηκε ορθό όπως διενεργηθούν μετρήσεις για ηλεκτρομαγνητικά πεδία και σε αίθουσες διαλέξεων καθώς φοιτητές και προσωπικό του Πανεπιστημίου βρίσκονται εκεί για αρκετές ώρες καθημερινά. Αίθουσες διαλέξεων υπάρχουν σχεδόν σε κάθε κτήριο στο Πανεπιστήμιο, μερικές εκ των οποίων συνορεύουν με μηχανοστάσια ή βρίσκονται πλησίον από κεντρικές γραμμές ηλεκτροδότησης και τηλεπικοινωνιών. Τα μεγέθη τους ποικίλλουν ώστε να καλύπτουν όλους τους σκοπούς και χρήσεις. Υπάρχουν αίθουσες για ακροατήρια από 30 μέχρι 200 και πλέον ατόμων, με το μεγαλύτερο αμφιθέατρο να βρίσκεται στο κτήριο ΧΩΔ02 στο επίπεδο -2, με συνολικό εμβαδό 254m 2. Στα πλαίσια της εργασίας μετρήθηκαν επιλεκτικά αρκετές αίθουσες διαλέξεων καθώς και μεγάλα αμφιθέατρα που καλύπτουν όλη τη γκάμα χώρων διαλέξεων που διαθέτει το Πανεπιστήμιο με τυχαίες μετρήσεις στους εσωτερικούς τους χώρους. Οι υπηρεσίες του Πανεπιστημίου προσφέρουν αίθουσες ηλεκτρονικών υπολογιστών όπου ο κάθε φοιτητής μπορεί να έχει πρόσβαση με χρήση του προσωπικού πανεπιστημιακού του λογαριασμού. Τέτοιου είδους αίθουσες συγκεντρώνουν μεγάλο αριθμό ηλεκτρονικών καθώς μια τυπική αίθουσα ηλεκτρονικών υπολογιστών περιέχει περίπου 30 υπολογιστές. Συνολικά μετρήθηκαν δύο τέτοιες αίθουσες. Η πρώτη στο κτήριο θετικών επιστημών 1 και η δεύτερη στο κτήριο θετικών επιστημών 2. Γι αυτή την περίπτωση αιθουσών μετρήσεις πάρθηκαν υπό μορφή πλέγματος για ύψος το οποίο αντιπροσωπεύει το ύψος που βρίσκεται ο μέσος φοιτητής κατά τη χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή Φοιτητικές Εστίες Πανεπιστημίου Κύπρου Στις κτηριακές εγκαταστάσεις του Πανεπιστημίου συγκαταλέγεται και το συγκρότημα που απαρτίζει τις φοιτητικές εστίες. Βρίσκεται στη δυτική πλευρά της Πανεπιστημιούπολης και απαρτίζεται από συνολικά 14 μπλοκ με διαμερίσματα τα οποία διακρίνονται σε δύο κατηγορίες (τύπου Α και τύπου Β) και παρουσιάζουν διαφορές ως προς το εμβαδόν και τις ανέσεις που προσφέρουν. Εκτός από τα κυρίως δωμάτια των εστιών όπου διαμένουν οι φοιτητές υπάρχουν χώροι που λειτουργούν ως αντλιοστάσια, μηχανοστάσια, υπάρχει υποσταθμός της ΑΗΚ, χώρος όπου στεγάζονται τα εξωτερικά κλιματιστικά, δωμάτιο πλυντηρίων κλπ. που συγκεντρώνουν ανησυχητικό αριθμό ηλεκτρικών συσκευών. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής μετρήθηκαν οι εντάσεις ηλεκτρομαγνητικών πεδίων τόσο για κοινόχρηστους χώρους όπου διαμένουν φοιτητές όσο και για άλλα δωμάτια που αναφέρθηκαν πιο πάνω τα οποία παρουσιάζουν ενδιαφέρον ως προς τις πηγές έκθεσης. [46]

53 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Υπό ανέγερση Βιβλιοθήκη Στις κτηριακές εγκαταστάσεις του Πανεπιστημίου Κύπρου το 2017 θα ενταχθεί η καινούργια Βιβλιοθήκη η οποία βρίσκεται στη διαδικασία οικοδόμησης της. Θα αποτελείται από συνολικά 5 ορόφους με συνολικό εμβαδόν m 2. Μεταξύ άλλων θα περιλαμβάνει βιβλιοστάσια για τόμους βιβλίων, τόμους περιοδικών και 900 θέσεις μελέτης εξοπλισμένες με σύγχρονα μέσα τεχνολογίας. Στα πλαίσια αυτής της Διπλωματικής Εργασίας έγιναν μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στους εσωτερικούς χώρους της Βιβλιοθήκης. Με αυτό τον τρόπο δημιουργείται ένα υπόβαθρο ακτινοβολίας χαμηλών συχνοτήτων που θα αποτελέσει το μέτρο σύγκρισης για άλλες μετέπειτα εργασίες που πιθανόν να γίνουν μετά την ολοκλήρωση του έργου και την τοποθέτηση του απαραίτητου εξοπλισμού στο εσωτερικό της. Λόγω των εργασιών δεν ήταν δυνατή η μέτρηση σε όλους τους ορόφους της, αλλά μόνο για το ισόγειο και υπόγειο στα οποία είχαν ολοκληρωθεί οι εργασίες. 3.2 Όργανα Μέτρησης Για τη διεξαγωγή των μετρήσεων σε αυτή τη Διπλωματική Εργασία το κύριο όργανο που χρησιμοποιήθηκε ήταν το EFA-300, της κατασκευάστριας εταιρίας Narda [24].Το όργανο, όπως διακρίνεται στο σχήμα 3.1, έχει κατασκευαστεί για τη μέτρηση και ανάλυση ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων χαμηλών συχνοτήτων. Πιο συγκεκριμένα, για συχνότητες από 5Hz μέχρι 32 khz αποτελεί ένα χρήσιμο όργανο για διεξαγωγή μετρήσεων μεγάλης ακρίβειας και ευκολίας στη μετέπειτα επεξεργασία τους χάρη στην εύκολη πρόσβαση που μας προσφέρει συνδέοντας το σε ένα ηλεκτρονικό υπολογιστή. Μπορείς να παίξεις με διάφορες παραμέτρους και να τις καθορίσεις ανάλογα, για ευκολία του χειριστή, για την εκάστοτε ομάδα μετρήσεων. Το εύρος συχνοτήτων που ανιχνεύει το όργανο και η διάρκεια της κάθε μέτρησης αποτελούν κάποιες από τις παραμέτρους αυτές. Το όργανο επίσης μας δίνει τη δυνατότητα να ορίσουμε πίνακες οι οποίοι αντικατοπτρίζουν τον τρισδιάστατο χώρο, τον οποίο αντιλαμβάνεται με πλεγματικά σημεία/ συντεταγμένες που ορίζει στην κάθε περίπτωση ο πειραματικός. Σχήμα 3.1 Κυρίως σώμα αναλυτή EFA 300 [47]

54 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Ο αναλυτής EFA-300 διαθέτει στο οπλοστάσιο του: 1. Ανιχνευτή μαγνητικού πεδίου με εύρος τιμών 40nT 31.6mT 2. Ανιχνευτή ηλεκτρικού πεδίου με εύρος τιμών 1 V/m 316 kv/m 3. FFT, Fast Fourier Transform 4. Τιμές μέτρησης κορυφής (Peak) ή μέσης τιμής (RMS) 5. Δυνατότητα ισοτροπικών μετρήσεων για τις τρεις διαστάσεις του χώρου x,y,z 6. Μέθοδο STD (Shaped Time Domain) 7. Ανιχνευτή συχνότητας για κάθε μέτρηση και εσωτερική μνήμη αποθήκευσης μετρήσεων. Εξοπλισμός του αναλυτή EFA-300: (1) Κυρίως σώμα αναλυτή (2) Εξωτερικός αισθητήρας μαγνητικού πεδίου (3) Εξωτερικός αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου (4) Βαλιτσάκι μεταφοράς (5) Καλώδιο οπτικής ίνας (6) Τρίποδας στήριξης (7) Καλώδιο για σύνδεση με Η/Υ Ο αναλυτής EFA-300 προσφέρει ακριβείς και γρήγορες μετρήσεις τόσο για το ηλεκτρικό όσο και για το μαγνητικό πεδίο. Αυτό γίνεται με μικρές διαφοροποιήσεις στον εξωτερικό ανιχνευτή του οργάνου. Διεξάγει μετρήσεις που αποτελούν το βασικό κορμό για άμεση σύγκριση με τους βασικούς περιορισμούς όπως έχουν γνωστοποιηθεί από την ICNIR. Σχήμα 3.2 EFA-300 μαζί με τον εξοπλισμό του [48] Σχήμα 3.3 Βαλιτσάκι μεταφοράς EFA-300

55 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Βασικός εξοπλισμός EFA-300 Ο αναλυτής πεδίου EFA-300 αποτελείται από το βασικό μέρος (σχήμα 3.1) το οποίο έχει ως πηγή επαναφορτιζόμενες μπαταρίες NiMH 1.2V. Περιέχει εσωτερικό αισθητήρα μαγνητικού πεδίου αν και συνήθως χρησιμοποιείται ο εξωτερικός αισθητήρας, λόγω μεγαλύτερης ακρίβειας. Στην πρόσοψη του υπάρχει μια αρκετά μεγάλη οθόνη που μέσω αυτής μπορούμε να λάβουμε όλες τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε. Μπορούμε να διαβάσουμε άμεσα την ένταση του πεδίου, τις συντεταγμένες του πλεγματικού σημείου που βρισκόμαστε, τον αύξοντα αριθμό της μέτρησης και διάφορες επιλογές για ρύθμιση παραμέτρων. Στην κορυφή του αναλυτή υπάρχει υποδοχή για εξωτερικό ανιχνευτή και θύρες για επικοινωνία με ηλεκτρονικό υπολογιστή και υποδοχή για καλώδιο από οπτικές ίνες. Ο εξωτερικός ανιχνευτής μαγνητικού πεδίου έχει εμβαδό διατομής 100cm 2 η οποία τον βοηθάει να εξαλείφει φαινόμενα μικρών επαγόμενων πεδίων. Χαρακτηρίζεται από μεγάλη ακρίβεια των μετρήσεων του, της τάξης του 3%. Δεν συνιστάται για πολύ στενούς χώρους καθώς η μεγάλη του διατομή αποτελεί πρόβλημα σε αυτό. Για γρήγορες μετρήσεις ή απλή ανίχνευση μαγνητικών πεδίων χρησιμοποιείται ο εσωτερικός αισθητήρας που βρίσκεται στο κύριο όργανο και χαρακτηρίζεται από ακρίβεια 6%. Ο εξωτερικός αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου αποτελείται από ένα κύβο ο οποίος συνδέεται στο κυρίως μέρος του αναλυτή με καλώδιο οπτικής ίνας. Το συγκεκριμένο καλώδιο έχει ένα ικανοποιητικό μήκος ώστε να είμαστε όσο το δυνατό απομακρυσμένοι από τον ανιχνευτή κατά την διάρκεια των μετρήσεων για να παίρνουμε σωστές και ακριβείς μετρήσεις χωρίς να επηρεάζουμε τον ευαίσθητο αισθητήρα με το σώμα μας ή άλλα ηλεκτρονικά. Ο αισθητήρας του ηλεκτρικού πεδίου δεν χρειάζεται ακριβή ευθυγράμμιση για το λόγο ότι έχει πολύ καλά ισοτροπικά χαρακτηριστικά. Επίσης τυχόν μετρήσεις που αποθηκεύουμε για ηλεκτρικό πεδίο φυλάγονται στον ανιχνευτή και όχι στο όργανο, καθώς ο κύβος που αποτελεί τον αισθητήρα διαθέτει και εσωτερική μνήμη. Το καλώδιο οπτικής ίνας απαιτεί προσεκτική μεταχείριση και μεταφορά καθώς είναι πολύ εύθραυστο. Αν διπλωθεί ή το πατήσουμε πιθανότατα θα έχουμε θραύση και στο εσωτερικό με τις οπτικές ίνες με συνέπεια λήψη λανθασμένων μετρήσεων. Όλος ο εξοπλισμός του αναλυτή EFA-300 πρέπει να μεταφέρεται πάντοτε με ασφάλεια λόγω της ευαισθησίας των οργάνων. Γι αυτό το λόγο, πάντοτε στις μετακινήσεις χρησιμοποιείται το ειδικό βαλιτσάκι, [49]

56 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων Με το ξύλινο τρίποδα μπορούμε να στερεώσουμε τον αισθητήρα για το ηλεκτρικό πεδίο σε διαφορετικά ύψη. Αυτό μας προσφέρει σταθερότητα στη λήψη μετρήσεων και τη δυνατότητα να απομακρυνθούμε από τον αισθητήρα για λήψη πιο ορθών μετρήσεων καθώς περιορίζουμε διακυμάνσεις στην ένταση του πεδίου που οφείλονται στον ανθρώπινο παράγοντα. Στο σχήμα 3.4 φαίνεται ο αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου ενωμένος με το κατάλληλο καλώδιο (οπτικής ίνας) στο κυρίως σώμα του αναλυτή EFA-300 Σχήμα 3.4 Αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου προσαρμοσμένος σε τρίποδα στήριξης Διεξαγωγή Μετρήσεων Για τη διεξαγωγή μετρήσεων το όργανο προσφέρει δύο επιλογές: Την επιλογή για RMS μέτρηση (square Root of the Mean Squared), δηλαδή την τετραγωνική ρίζα των τετραγώνων των διακυμάνσεων γύρω από τη μέση τιμή, τις οποίες το όργανο σαρώνει για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Η τιμή RMS που αναγράφεται στην οθόνη του οργάνου υπολογίζεται από τις επιμέρους RMS τιμές για κάθε άξονα (x,y,z) αφού πρώτα υπολογίσει το τετράγωνο της κάθε μέτρησης και τις αθροίσει. Όλο αυτό αποτελεί μια χρονοβόρα και επίπονη διαδικασία για να γίνει από τον πειραματικό, αλλά χάρη στην τεχνολογία και κατάλληλο προγραμματισμό υπολογίζεται αστραπιαία από το όργανο, με αποτέλεσμα να βλέπουμε άμεσα την τιμή της έντασης για το πεδίο που μετρούμε. Μετρήσεις κορυφής (Vect Peak), δηλαδή τη μέτρηση της μέγιστης τιμής του εκάστοτε μετρούμενου πεδίου για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα στο οποίο το όργανο σαρώνει συγκεκριμένο μέρος του χώρου. Σε αυτή την κατάσταση λειτουργίας το όργανο υπολογίζει τις μέγιστες τιμές για κάθε [50]

57 Κεφάλαιο 3 Μεθοδολογία, Χώροι και όργανα μετρήσεων άξονα για το διάνυσμα του πεδίου, συνυπολογίζοντας τη φάση για κάθε συνιστώσα (μόνο για ισοτροπικές μετρήσεις). Από τους πιο πάνω τρόπους μέτρησης, σαφώς η μέθοδος RMS αποτελεί ένα πιο ακριβή τρόπο διεξαγωγής μετρήσεων, καθώς το ηλεκτρικό φορτίο μεταβάλλεται χρονικά. Έτσι παίρνοντας τη μέση τιμή όλων των μετρήσεων για το χρονικό διάστημα που σάρωσε το όργανο είναι σίγουρα πιο επακριβές. Για διερεύνηση των πεδίων και σύγκριση με τους βασικούς περιορισμούς και για μετέπειτα υπολογισμό μεγεθών επιβάλλεται να χρησιμοποιηθεί η λειτουργία μέτρησης RMS καθώς οι πλείστες ευρωπαϊκές οδηγίες για όρια ασφαλείας αφορούν τιμές RMS. Η λειτουργία μέτρησης κορυφής χρησιμοποιείται περισσότερο για έλεγχο υπέρβασης των τιμών κατωφλίου σε σχέση με την απόκριση του οργανισμού. Τυχόν υπέρβαση αυτού δεν προϋποθέτει απαραίτητα και υπέρβαση των βασικών περιορισμών. [51]

58 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζονται όλες οι μετρήσεις που έγιναν για ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία χαμηλών συχνοτήτων 50/60 Hz. Ο χώρος που απασχόλησε την εργασία αυτή ήταν το Πανεπιστήμιο Κύπρου και πιο συγκεκριμένα οι χώροι της Πανεπιστημιούπολης στην Αγλαντζιά. Συνολικά μετρήθηκαν πάνω από 2500 πλεγματικά σημεία και μετρήσεις σε διάφορους χώρους. Συγκεντρωτικά έχουν μετρηθεί: 11 κόμβοι τηλεπικοινωνιών. 4 μηχανοστάσια. 2 κέντρα υψηλής υπολογιστικής ισχύος. 1 δωμάτιο που κάλυπτε τις ανάγκες του ραδιοφωνικού σταθμού. Κτήριο που λειτουργεί ως εργοστάσιο διαχείρισης λυμάτων. Το κτήριο συγκλήτου για όλους τους ορόφους. Περισσότερες από 20 αίθουσες διαλέξεων και 2 ηλεκτρονικών υπολογιστών. Και οι 2 τύποι φοιτητικών Εστιών καθώς και μηχανοστάσια που βρίσκονταν στο συγκρότημα των Εστιών. Σχήμα Γενικό Χωροταξικό Πανεπιστημίου Κύπρου με σημάνσεις στις περιοχές όπου διενεργήθηκαν μετρήσεις σε αυτή την εργασία [52]

59 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων 4.1 Μετρήσεις σε Κόμβους Τηλεπικοινωνιών Οι μετρήσεις σε κόμβους τηλεπικοινωνιών έγιναν στις 25 Μαΐου 2016 και στις 16 Νοεμβρίου Αυτού του τύπου δωμάτια υπάρχουν σε όλα τα κτήρια της Πανεπιστημιούπολης. Επιλέχθηκαν δειγματοληπτικά μερικά που βρίσκονται στα κτήρια Θετικών Επιστημών. Διενεργήθηκαν μετρήσεις πυκνότητας μαγνητικής ροής (Β) για τρία διαφορετικά ύψη (z=0 m, z=1 m, z=1,80 m ) για κάθε κατεύθυνση x,y δημιουργώντας έτσι ένα τρισδιάστατο πλέγμα. Η απόσταση μεταξύ των μετρήσεων στο επίπεδο x,y γινόταν με σταθερό βήμα το οποίο υπολογιζόταν ανάλογα με τις διαστάσεις και τη διαρρύθμιση του χώρου για όσο το δυνατό καλύτερη διακριτική ικανότητα. Στους πίνακες πιο κάτω παρουσιάζονται οι μετρήσεις τόσο για το ηλεκτρικό όσο και για το μαγνητικό πεδίο για διάφορες συντεταγμένες στο χώρο οι οποίες συνοδεύονται από το συντελεστή ασφαλείας της κάθε μιας. Ο συντελεστής αυτός εκφράζει πόσες φορές απέχει η μέτρηση από τα όρια ασφαλείας έτσι όπως έχουν προταθεί από τη Διεθνή Επιτροπή για την Προστασία από τις Μη-Ιονίζουσες Ακτινοβολίες (International Commission for Non Ionizing Radiation Protection, ICNIRP) για τις συχνότητες των Hz. Τα επιτρεπόμενα όρια ασφαλείας φτάνουν στα 5000 V/m για ηλεκτρικό πεδίο και 100μΤ για πυκνότητα μαγνητικής ροής. Για παράδειγμα, αν έχουμε μέτρηση για μαγνητικό πεδίο 1μΤ με όριο ασφαλείας 100μΤ τότε ο συντελεστής ασφαλείας υπολογίζεται με τιμή 100 (δηλαδή 100 φορές κάτω από το όριο). Κόμβος Τηλεπικοινωνιών: ΘΕΕ Το συγκεκριμένο δωμάτιο βρίσκεται στο κτήριο ΘΕΕ02 στο επίπεδο 0 (ισόγειο). Έχει διαστάσεις (4 m x1,80 m). Επιλέχθηκε σταθερό βήμα μεταξύ μετρήσεων για τον x-άξονα 50cm και για τον y-άξονα 60cm. Η κάτοψη του δωματίου φαίνεται στο σχήμα Μετρήσεις για το μαγνητικό πεδίο για ύψος z=0 στον πίνακα 4.1.2, για ύψος 1m στον πίνακα και για ύψος 1.80m στον πίνακα [53]

60 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Δωμάτιο Τηλεπικοινωνιών ΘΕΕ Σχήμα Κάτοψη δωματίου ΘΕΕ N Πίνακας 4.1.3: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z = 0m ) X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας Μαγνητικού Πεδίου N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας Μαγνητικού Πεδίου [54]

61 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Πίνακας 4.1.5: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z = 1m ) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [55]

62 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Πίνακας 4.1.7: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z = 1.80m ) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [56]

63 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Για το συγκεκριμένο δωμάτιο οι τιμές του μαγνητικού πεδίου απέχουν σημαντικά από το όριο ασφαλείας των 100μΤ. Μπορούμε να το δούμε και από το συντελεστή ασφαλείας, με την μικρότερη τιμή να απέχει 781 φορές από το όριο για το σημείο (x=5, y=1). Στην πρώτη γραφική για z=0m διαγράφονται ξεκάθαρα οι μαγνητικές γραμμές από την πηγή περίπου στο κέντρο του δωματίου με μέγιστη τιμή 128 nt. Σε αντίθεση όμως, στη δεύτερη και τρίτη γραφική για z=1m και z=1.80m αντίστοιχα, εκτός από το μέγιστο που προέρχεται από την πηγή παρατηρείται και ένα δεύτερο μέγιστο στο κάτω δεξιό άκρο του δωματίου (x=0, y=3), το οποίο οφείλεται σε πίνακα ελέγχου που βρισκόταν τοποθετημένος στον τοίχο σε ύψος περίπου 1.50m. Η μέγιστη πυκνότητα μαγνητικής ροής για αυτό το δωμάτιο βρέθηκε για ύψος 1.80m με τιμή 215nT κοντά στον πίνακα ελέγχου. [57]

64 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Κόμβος Τηλεπικοινωνιών: ΘΕΕ02-Β150 Το δωμάτιο αυτό βρίσκεται στο επίπεδο -1 του κτηρίου Θετικών Επιστημών Νο2. Έχει διαστάσεις 2.4m x 2m και στο εσωτερικό του φιλοξενεί ένα κεντρικό πάνελ για σκοπούς τηλεπικοινωνιών. Στο βάθος του δωματίου υπήρχε μεγάλη συγκέντρωση καλωδίων τα οποία κατευθύνονταν σε άλλα δωμάτια. Για τη μέτρηση αυτού του δωματίου χρησιμοποιήσαμε σταθερό βήμα 60cm και για τους δύο άξονες x,y. Η κάτοψη του δωματίου φαίνεται στο σχήμα 4.1.3, Μετρήσεις για μαγνητικό πεδίο για ύψη 0, 1m, 1,80m παρουσιάζονται πιο κάτω σε αντίστοιχους πίνακες. Σχήμα Κάτοψη ΘΕΕ02 Β150 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=0) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [58]

65 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [59]

66 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1.80m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [60]

67 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Οι τιμές για το μαγνητικό πεδίο κυμαίνονται στα ίδια περίπου επίπεδα με προηγουμένως απέχοντας αρκετά από τα όρια ασφαλείας. Σε αυτό το δωμάτιο συμβαίνει κάτι μη φυσιολογικό. Ενώ περιμέναμε τις μέγιστες τιμές μαγνητικού πεδίου στο κέντρο του δωματίου όπου και βρίσκεται η πηγή, εντούτοις παρατηρούμε μέγιστα στο πάνω αριστερό άκρο του δωματίου εκεί που υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση καλωδίων. Λόγω του μεγάλου όγκου καλωδίων το μαγνητικό πεδίο που παράγουν υποσκιάζει εκείνο της πηγής με αποτέλεσμα να μην διαγράφεται στις γραφικές παραστάσεις. Για ύψος z=0 φαίνεται να συμβάλλει λίγο και η πηγή στο γράφημα με πυκνότητα μαγνητικής ροής να φτάνει τα 135 nt, ενώ αντίθετα για z=1m και z=1.80 το μαγνητικό πεδίο των καλωδίων υπερκαλύπτει εκείνο της πηγής με αποτέλεσμα να μην μπορούμε να το διακρίνουμε. Μέγιστη πυκνότητα μαγνητικής ροής για [61]

68 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων αυτό το δωμάτιο μετρήθηκε για το σημείο (4,3,2) με τιμή 245 nt και συντελεστή ασφαλείας 408. (δηλαδή 400 φορές περίπου κάτω από το όριο ασφαλείας). Οι μετρήσεις και τα γραφήματα για όλα τα δωμάτια τηλεπικοινωνιών κόμβων παρουσιάζονται στο τέλος της εργασίας στο Παράρτημα [Α,1.1] [Α,1.10] Μετρήσεις σε Κέντρα Υψηλής Υπολογιστικής Ισχύος Οι μετρήσεις σε Κέντρα Υψηλής Υπολογιστικής Ισχύος διενεργήθηκαν στις 24 Νοεμβρίου για τα δωμάτια 002 και 004. Οι χώροι βρίσκονται στο κτήριο Θετικών Επιστημών 1 στις αίθουσες 004 και 002 στο ισόγειο. Στο εσωτερικό του δωματίου 004 βρίσκονται 3 στοιβάδες υπολογιστών (clusters). Στο δωμάτιο υπάρχει ισχυρή παρουσία κλιματιστικών καθώς οι υπολογιστές παράγουν τεράστια ποσά θερμότητας. Έχει εμβαδόν 52,5m 2. Σε αυτή την περίπτωση δημιουργήθηκε δισδιάστατο πλέγμα για ένα ύψος (z=1m) με σταθερό βήμα μεταξύ x,y μετρήσεων το 1 μέτρο. Το κέντρο βρισκόταν σε πλήρη λειτουργία κατά την διεξαγωγή των μετρήσεων. Το δωμάτιο 004 φαίνεται στο σχήμα Οι μετρήσεις για το μαγνητικό πεδίο και τα γραφήματα παρουσιάζονται πιο κάτω. Σχήμα Κέντρο υψηλής υπολογιστικής Ισχύος στο τμήμα πληροφορικής ( ΘΕΕ01 004) [62]

69 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [63]

70 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Στο συγκεκριμένο χώρο υπήρχαν τρία κλιματιστικά (τύπου ντουλάπας) σε τρεις γωνιές του δωματίου όπου και παρατηρούνται πιο πυκνές μαγνητικές γραμμές με μέγιστη τιμή στο (1,2) με τιμή ~3,8μΤ. Οι μαγνητικές γραμμές που οφείλονται στη πηγή (clusters) φαίνονται στη μέση του δωματίου με μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου ~1.1μΤ. Άλλο ένα σημείο με πυκνές μαγνητικές γραμμές παρουσιάζεται στο σημείο (6,5) όπου υπήρχε πίνακας ελέγχου της θερμοκρασίας του δωματίου. Στο συγκεκριμένο πίνακα ελέγχου παρατηρήθηκε η δεύτερη μέγιστη τιμή από όλους τους χώρους που έχουν μετρηθεί στην εργασία αυτή. Πιο συγκεκριμένα όπως φαίνεται στο σχήμα γύρω από την μαύρη πρίζα (κάτω δεξιά ) μετρήθηκε μαγνητικό πεδίο με τιμή (RMS) 31,6μΤ και συντελεστή ασφαλείας 3,16 ενώ η τιμή για μέτρηση Vect Peak έφτασε τα 92,4μΤ με συντελεστή ασφαλείας μόλις 1,53. Σχήμα Πίνακας Ελέγχου θερμοκρασίας δωματίου ΘΕΕ ΘΕΕ Ο ίδιος πίνακας ελέγχου υπήρχε και στο γειτονικό δωμάτιο ΘΕΕ όπου και εκεί υπήρχαν υπολογιστές υψηλής υπολογιστικής ισχύος όπως φαίνεται στο σχήμα Στο συγκεκριμένο δωμάτιο μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου βρέθηκε και πάλι πλησίον του πίνακα ελέγχου θερμοκρασίας με τιμή RMS 33.1μΤ και συντελεστή ασφαλείας 3,02, ενώ μέτρηση Vect Peak έδειξε τιμή 82,4μΤ με συντελεστή ασφαλείας 1,71. [64]

71 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Η/Υ υψηλής υπολογιστικής ισχύος στο τμήμα πληροφορικής ΘΕΕ Στο ίδιο χώρο επίσης υπήρχε και ο πίνακας ελέγχου του συστήματος συναγερμού (σχήμα 4.2.6) ο οποίος συγκέντρωνε πλησίον του μεγάλες τιμές μαγνητικού πεδίου με μέγιστη τιμή RMS 31.6μΤ και μέγιστη τιμή Vect Peak 53μΤ. Για τον υπόλοιπο χώρο οι τιμές του μαγνητικού πεδίου δεν ξεπερνούσαν τα 5μΤ πλησίον των κλιματιστικών και του 1μΤ πλησίον των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σχήμα Πίνακας Ελέγχου συστήματος συναγερμού ΘΕΕ [65]

72 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων 4.3 Μετρήσεις στο Ραδιοφωνικό Σταθμό του Πανεπιστημίου Κύπρου Οι μετρήσεις στις εγκαταστάσεις του ραδιοφωνικού σταθμού του Πανεπιστημίου Κύπρου έγιναν στις 26 Μαΐου Ο ραδιοφωνικός σταθμός στεγάζεται στο κτήριο Κοινωνικών Δραστηριοτήτων στον 1 ο όροφο. Μετρήθηκε το δωμάτιο (N o 122) που στεγάζει τον κεντρικό διακομιστή του σταθμού και όλες τις απαραίτητες ηλεκτρονικές συσκευές για τη λειτουργία του. Έχει εμβαδόν 4,7m 2. Διενεργήθηκαν μετρήσεις πυκνότητας μαγνητικής ροής (Β) για τρία διαφορετικά ύψη (z=0 m, z=1 m, z=1,80 m ) για κάθε πλεγματικό σημείο x,y. Ορίστηκε ως σταθερό βήμα μεταξύ μετρήσεων για τον x-άξονα 60cm και 50cm για τον y-άξονα. Στους πίνακες που ακολουθούν παρουσιάζονται οι τιμές για το μαγνητικό πεδίο για κάθε συντεταγμένη x,y,z στο χώρο συνοδευόμενη από τον συντελεστή ασφαλείας. Κάτοψη του χώρου φαίνεται στο σχήμα Σχήμα Κάτοψη δωματίου εξυπηρετητών ραδιοφωνικού σταθμού Πίνακας 4.3.1: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=0m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [66]

73 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα 4.3.2: Πίνακας 4.3.3: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [67]

74 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα 4.3.4: Πίνακας 4.3.5: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1.80m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [68]

75 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα 4.3.6: Στην πρώτη γραφική για z=0m μέγιστο καταγράφεται για το σημείο (2.4, 1.5) όπου βρίσκονταν καλώδια τα οποία συνέδεαν τον κεντρικό διακομιστή με τους υπόλοιπους χώρους στο ραδιοφωνικό σταθμό. Για ύψη z=1m, z=1.80m όμως το μαγνητικό πεδίο από τα καλώδια εξασθενεί και παρουσιάζεται νέο μέγιστο στον τοίχο που βρίσκεται η είσοδος του δωματίου. Αυτό εξηγείται από τον πίνακα ελέγχου που βρισκόταν στο πίσω μέρος του τοίχου εκείνου, σε ύψος περίπου 1.40m. Επίσης, για ύψος 1.80m, παρουσιάζεται στο κέντρο του δωματίου το μαγνητικό πεδίο που οφείλεται στην πηγή με μέγιστο περίπου στα 700 nt. [69]

76 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Μετρήσεις στο χώρο του Ενεργειακού Κέντρου Οι μετρήσεις στο χώρο του Ενεργειακού Κέντρου και Διαχείρισης Λυμάτων διενεργήθηκαν στις 2 Νοεμβρίου Το συγκρότημα βρίσκεται κοντά στην ανατολική είσοδο του Πανεπιστημίου και αποτελείται από ένα μεγάλο κτήριο το οποίο είναι το εργοστάσιο επεξεργασίας λυμάτων, ένα χώρο με δεξαμενές καθώς και εργαστήρια κατασκευής και ελέγχου φωτοβολταϊκών. Το εργοστάσιο έχει διαστάσεις 35m x 16m. (σχήμα 4.4.1). Δεν ήταν δυνατή η πρόσβαση στο εσωτερικό του εργοστασίου και για το λόγο αυτό μετρήσεις λήφθηκαν στην περίμετρο του για μια περιοχή 5 μέτρων γύρω από κάθε πλευρά του κτηρίου για ύψος 1 μέτρου. Επίσης μετρήσεις λήφθηκαν στην περίμετρο του περιφραγμένου χώρου όπου βρίσκονταν οι δεξαμενές. Η κάτοψη του Ενεργειακού Κέντρου και διαχείρισης λυμάτων φαίνεται στο σχήμα Λόγω της μεγάλης έκτασης του Ενεργειακού Κέντρου έπρεπε να επιλεχθεί μέρος από τις μετρήσεις που έγιναν ώστε το γράφημα να επικεντρωθεί γύρω από την περιοχή με τη μεγαλύτερη τιμή μαγνητικού πεδίου για να έχουμε καλύτερη διακριτική ικανότητα. Στον πίνακα παρουσιάζονται οι επιλεγμένες μετρήσεις που χρησιμοποιήθηκαν για να γίνει το γράφημα Οι χώροι που μετρήθηκαν στο Ενεργειακό Κέντρο φαίνονται στο σχήμα σε κόκκινο πλαίσιο και οι τιμές που έχουν μετρηθεί για την περιοχή αυτή βρίσκονται στο τέλος της εργασίας στο παράρτημα [Α,4]. Σχήμα Εργοστάσιο Επεξεργασίας Λυμάτων [70]

77 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Κάτοψη ενεργειακού κέντρου και διαχείρισης λυμάτων [71]

78 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας 4.4.3: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z=1m) N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ [72]

79 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Για το χώρο όπου στεγάζεται το Εργοστάσιο Επεξεργασίας Λυμάτων παρατηρούμε μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου στο σημείο (9,6) στο οποίο βρίσκεται υποσταθμός της ΑΗΚ με μέγιστη τιμή περίπου 16μΤ και συντελεστή ασφαλείας 6,25. Για τον υπόλοιπο χώρο του Ενεργειακού Κέντρου οι τιμές διακυμαίνονταν περίπου στα ίδια επίπεδα από nT και γι αυτό το λόγο αποφασίστηκε να μην συμπεριληφθούν στο γράφημα ώστε να εστιάσουμε περισσότερο στην ισχυρή πηγή που αποτελούσε το δωμάτιο υποσταθμού της ΑΗΚ. 4.5 Μετρήσεις στο κτήριο Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης Οι μετρήσεις στο κτήριο της Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης έγιναν σε δύο φάσεις. Μετρήσεις στον κεντρικό διακομιστή έγιναν στις 27 Απριλίου 2016 ενώ για το υπόλοιπο κτήριο της Συγκλήτου έγιναν στις 2 Νοεμβρίου Στο επίπεδο -1 μετρήθηκε ο χώρος που στεγάζει τον κεντρικό διακομιστή του Πανεπιστημίου. Για το υπόλοιπο κτήριο λόγω του μεγάλου εμβαδού που έχει (9470m 2 ) ήταν αδύνατο να παρθούν μετρήσεις σε πλέγμα όπως προηγουμένως. Για το λόγο αυτό λαμβάνονταν μετρήσεις ανά τακτές αποστάσεις τυχαία στον χώρο (γραφεία, προθάλαμους κλπ.) έτσι ώστε να καλυφθεί όλο το κτήριο για όλους τους ορόφους. [73]

80 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Δωμάτιο Κεντρικού Διακομιστή (server) Ο χώρος που στεγάζεται ο κεντρικός διακομιστής βρίσκεται στο επίπεδο -1 του κτηρίου της Συγκλήτου. Αποτελείται από έναν προθάλαμο εμβαδού 3m 2 που οδηγεί στο κυρίως δωμάτιο το οποίο έχει εμβαδόν 36m 2. Στο εσωτερικό του βρίσκεται ένα μεγάλο ενιαίο πάνελ που στεγάζει όλα τα απαραίτητα ηλεκτρονικά για την λειτουργία του διακομιστή και δύο μεγάλα κλιματιστικά (τύπου ντουλάπας). Διενεργήθηκαν μετρήσεις πυκνότητας μαγνητικής ροής για τρία διαφορετικά ύψη δημιουργώντας ένα τρισδιάστατο πλέγμα. Σταθερό βήμα μεταξύ μετρήσεων τόσο για x όσο και y άξονα ορίστηκε ως 60cm. Κάτοψη του δωματίου φαίνεται στο σχήμα ενώ στους πίνακες που ακολουθούν παρουσιάζονται οι μετρήσεις μαζί με τον συντελεστή ασφαλείας. Σχήμα Δωμάτιο Κεντρικού Διακομιστή κτηρίου Συγκλήτου Πίνακας 4.5.2: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z=0m) N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ [74]

81 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα 4.5.3: [75]

82 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας 4.5.4: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z=1m) N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ [76]

83 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα 4.5.5: Πίνακας 4.5.4: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z=1.80m) N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ [77]

84 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Για αυτό το δωμάτιο παρατηρούμε τρεις περιοχές που εμφανίζουν ενδιαφέρον. Πρόκειται για τα δύο κλιματιστικά και για τη δέσμη καλωδίων που βρίσκεται στο βάθος του δωματίου και εξέρχονται από αυτό. Για ύψος z=0m παρατηρούμε μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου γύρω στο 1μΤ κοντά στο πρώτο κλιματιστικό (πλησίον της εισόδου). Για z=1m όμως μέγιστη τιμή παρατηρείται για (x=7, y=-0.75) όπου στο σημείο υπήρχε κάποιο τροφοδοτικό, [78]

85 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων είτε για τα κλιματιστικά είτε για τον διακομιστή με τιμή 8.7μΤ και άλλο ένα μέγιστο παρατηρείται πλησίον των καλωδίων με τιμή κοντά στα 4.5μΤ. Τέλος για ύψος z=1.80 παρουσιάζονται τρεις περιοχές με ψηλές τιμές μαγνητικού πεδίου, πλησίον των δύο κλιματιστικών και πλησίον των καλωδίων με τιμές που φτάνουν τα 5μΤ. Γραφεία και εγκαταστάσεις κτηρίου Συγκλήτου Στον πίνακα παρουσιάζονται οι μετρήσεις που λήφθηκαν για το υπόλοιπο κτήριο της συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης και αφορούν πυκνότητα μαγνητικής ροής για κάθε όροφο και συνοδεύονται με τον συντελεστή ασφαλείας. Πίνακας Ισόγειο N Συντελεστής Συντελεστής Συντελεστής B (nt) Ασφαλείας N B (nt) Ασφαλείας N B (nt) Ασφαλείας N B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N B (nt) 1 ος όροφος Συντελεστής Ασφαλείας N B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [79]

86 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων N B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N B (nt) 2 ος όροφος Συντελεστής Ασφαλείας N B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N B (nt) 3 ος όροφος Συντελεστής Ασφαλείας N B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας Παρατηρούμε ότι για όλους τους χώρους οι μετρήσεις απέχουν αρκετά από τα όρια ασφαλείας. Πιο συγκεκριμένα μέγιστη τιμή καταγράφηκε στα 452 nt, 200 φορές κάτω από το όριο των 100μΤ. Ενώ οι περισσότερες μετρήσεις βρίσκονται φορές κάτω από το όριο ασφαλείας. [80]

87 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων 4.6 Μετρήσεις σε αίθουσες διαλέξεων και Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Μετρήσεις σε αίθουσες ηλεκτρονικών υπολογιστών έγιναν στις 7 Νοεμβρίου Μετρήθηκαν 2 συνολικά τέτοιες αίθουσες. Η πρώτη βρίσκεται στο κτήριο Θετικών Επιστημών Ν ο 1 στο επίπεδο -1, ενώ η δεύτερη στο κτήριο Θετικών Επιστημών Ν ο 2 στο επίπεδο 0 (ισόγειο). Όπως και στο κτήριο Αναστάσιος Λεβέντης οι τιμές για τα πεδία ήταν πολύ χαμηλές λόγω απουσίας ισχυρής πηγής. Γι αυτό το λόγο προτιμήθηκε η λήψη μετρήσεων μόνο για ένα ύψος (z=1m) το οποίο ανταποκρίνεται στο ύψος όπου βρίσκονται οι φοιτητές κατά τη χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Η αίθουσα ηλεκτρονικών υπολογιστών που βρίσκεται στο ΘΕΕ έχει εμβαδόν 105m 2. Είναι εξοπλισμένη με συνολικά 43 ηλεκτρονικούς υπολογιστές και 2 εκτυπωτές. Η διαρρύθμιση του χώρου φαίνεται στο σχήμα 4.6.1, ενώ στον πίνακα παρουσιάζονται οι μετρήσεις για το μαγνητικό πεδίο. Σχήμα Κάτοψη Αίθουσας ηλεκτρονικών υπολογιστών ΘΕΕ [81]

88 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας 4.6.2: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z=1m) N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ [82]

89 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Από το γράφημα και την κάτοψη του δωματίου από το σχήμα μπορούμε να κατανοήσουμε την κατανομή του μαγνητικού πεδίου για αυτό το χώρο. Όπως φαίνεται στο γράφημα παρατηρούνται πιο πυκνές μαγνητικές γραμμές πλησίον των γραμμών που βρίσκονται οι Η/Υ και τα τροφοδοτικά τους, τόσο στο κέντρο όσο και στα πλάγια της αίθουσα. Στο σημείο (6,8) παρατηρείται και πάλι μικρή αύξηση της τιμής του μαγνητικού πεδίου για το λόγο ότι στο συγκεκριμένο σημείο βρισκόταν ο κεντρικός διακόπτης που [83]

90 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων ευθυνόταν για την τροφοδοσία στις πρίζες των Η/Υ. Ενδεικτικές μετρήσεις λήφθηκαν και για την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Μετρήθηκε σε τρία διαφορετικά σημεία στο χώρο με τιμές 1.52V/m, 1.69V/m, 1.06V/m. Μετρήσεις που απέχουν περίπου 3000 φορές από το όριο των 5000V/m. Η δεύτερη αίθουσα ηλεκτρονικών υπολογιστών στην οποία διενεργήθηκαν μετρήσεις βρίσκεται στο ΘΕΕ02 και πρόκειται για την 013. Έχει συνολικό εμβαδόν 105m 2 και είναι εξοπλισμένη με 30 Η/Υ και ένα εκτυπωτή. Η κάτοψη του χώρου φαίνεται στο σχήμα Όπως και προηγουμένως διατηρήθηκε η ίδια προσέγγιση στη λήψη μετρήσεων τόσο για το μαγνητικό όσο και για το ηλεκτρικό πεδίο. Σχήμα Κάτοψη αίθουσας ηλεκτρονικών υπολογιστων ΘΕΕ 013 Πίνακας 4.6.5: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου ( z=1m) N X Y B (nt) Συντ. Ασφ. N X Y B (nt) Συντ. Ασφ [84]

91 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων [85]

92 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Όπως και στην προηγούμενη αίθουσα παρουσιάζεται η ίδια μορφή για την κατανομή μαγνητικής ροής. Πυκνές μαγνητικές γραμμές πλησίον των Η/Υ και μέγιστο γύρω στα 150 nt πλησίον του κεντρικού διακόπτη στο σημείο (8,8) και στο σημείο (12,3) με συντελεστή ασφαλείας 700 για τη μέγιστη μέτρηση στο δωμάτιο αυτό. Ενδεικτικές μετρήσεις για ένταση ηλεκτρικού πεδίου μας έδωσαν τιμές 1.13 V/m, 1.21 V/m, 2.74V/m 4.7 Μετρήσεις στο χώρο φοιτητικών Εστιών του Πανεπιστημίου Κύπρου Το συγκρότημα των φοιτητικών Εστιών του Πανεπιστημίου Κύπρου βρίσκεται στη δυτική πλευρά της Πανεπιστημιούπολης πλησίον του κυκλικού κόμβου. Για το συγκεκριμένο συγκρότημα οι μετρήσεις λήφθηκαν στις 16 Νοεμβρίου Έγιναν μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικών πεδίων σε μηχανοστάσια, σε δωμάτια χαμηλής τάσης της ΑΗΚ, σε κεντρικά σημεία τηλεπικοινωνιών και σε συγκροτήματα Εστιών τύπου Α και Β. [86]

93 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων SRA01 B114 Αρχικά μετρήθηκε το μηχανοστάσιο Β114 που βρίσκεται στο κτήριο SRA-01. Έχει εμβαδόν 20m 2 και στο εσωτερικό του βρίσκονται 3 μεγάλες αντλίες μαζί με τους πίνακες ελέγχου τους (σχήμα 4.7.1). Λήφθηκαν μετρήσεις για πυκνότητα μαγνητικής ροής για τρία διαφορετικά ύψη για όλη την έκταση του χώρου. Πιο κάτω παρουσιάζονται οι μετρήσεις και τα γραφήματα για τα τρία διαφορετικά ύψη. Σχήμα Μηχανοστάσιο Β114 στο χώρο Φοιτητικών εστιών Πίνακας 4.7.2: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=0m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [87]

94 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα [88]

95 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας 4.7.4: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας Σχήμα [89]

96 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας 4.7.6: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1.80m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας Σχήμα [90]

97 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Για το μηχανοστάσιο Β114 παρατηρούμε μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου για ύψος 1.80m στο σημείο (5,0) στο οποίο βρισκόταν ο κεντρικός πίνακας ελέγχου, πράγμα που φαίνεται και από τα άλλα δύο ύψη (z=0, z=1m) με αυξημένες τιμές μαγνητικού πεδίου για το συγκεκριμένο σημείο. Επίσης για ύψος z=1m παρουσιάζεται αυξημένη πυκνότητα μαγνητικών γραμμών στο σημείο (2, 1.5), σημείο στο οποίο υπήρχε η 2 η αντλία με αρκετά ηλεκτρονικά μέρη εγκατεστημένα στον πίσω τοίχο του δωματίου. SRA01 B115 Στη συνέχεια μετρήθηκε το δωμάτιο Β115 που επίσης βρίσκεται στο κτήριο SRA-01 και αποτελεί δωμάτιο χαμηλής τάσης. Έχει εμβαδόν 20m 2 και στο εσωτερικό του βρίσκεται ένα αρκετά μεγάλο ενιαίο πάνελ διαστάσεων 2m x 5m με κεντρικούς διακόπτες που είναι υπεύθυνοι για την ηλεκτροδότηση όλου του συγκροτήματος των Εστιών. Επίσης στο δωμάτιο βρίσκεται και κεντρικός πίνακας ελέγχου με το ρεύμα που παράγεται από το φωτοβολταϊκό πάρκο ΦΑΕΘΩΝ και προωθείται στο δίκτυο της ΑΗΚ (σχήμα 4.7.5) Διενεργήθηκαν μετρήσεις πυκνότητας μαγνητικής ροής για τρία διαφορετικά ύψη. Παρουσιάζονται οι μετρήσεις και τα γραφήματα μαγνητικής ροής για κάθε ύψος συνοδευόμενα από το συντελεστή ασφαλείας. Σχήμα Δωμάτιο χαμηλής Τάσης στο χώρο Φοιτητικών Εστιών [91]

98 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας 4.7.9: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=0m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [92]

99 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1.8m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας Σχήμα [93]

100 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Σχήμα [94]

101 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Για το δωμάτιο χαμηλής τάσης Β115 για ύψος z=0m παρατηρούμε ότι κύρια πηγή μαγνητικού πεδίου προέρχεται από τον πίνακα ελέγχου ηλεκτροδότησης στο δεξιό μέρος του δωματίου με τιμή ~20μΤ. Για ύψος z=1m μέγιστο παρατηρείται πλησίον του πίνακα ελέγχου που διαχειρίζεται το ρεύμα από τα φωτοβολταϊκά με τιμή ~40μΤ. Ενώ για ύψος z=1.80m παρατηρούνται δύο κύριες πηγές, η μια πάλι από τον πίνακα των φωτοβολταϊκών και η άλλη από τον πίνακα ελέγχου ηλεκτροδότησης με μέγιστες τιμές ~20μΤ και ~15μΤ αντίστοιχα. Πιο διεξοδικές μετρήσεις που έγιναν πλησίον του πίνακα ελέγχου των φωτοβολταϊκών έδειξαν μέγιστη μέτρηση RMS που έφτανε τα 120μΤ με συντελεστή ασφαλείας 0,83. Μέτρηση η οποία ξεπερνά τα όρια ασφαλείας. Το μαγνητικό πεδίο στο συγκεκριμένο πίνακα ελέγχου εξαρτάται άμεσα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το φωτοβολταϊκό πάρκο ΦΑΕΘΩΝ και συνεπώς εξάρτηση από την ένταση ηλιακής ακτινοβολίας. Οι μετρήσεις για αυτό το δωμάτιο έγιναν στις 16 Νοεμβρίου 2016 σε περίοδο μέτριας ηλιοφάνειας. Αυτό επιφυλάσσει πιθανώς μεγαλύτερες τιμές μαγνητικού πεδίου καθώς κατά τους καλοκαιρινούς μήνες η ένταση ηλιακής ακτινοβολίας είναι πολύ μεγαλύτερη σε σύγκριση με εκείνη του Νοεμβρίου. Μετρήσεις στα διαμερίσματα των φοιτητικών Εστιών του Πανεπιστημίου Κύπρου Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) SRA-02, B1C1, Β109 (Τύπου Β) SRA-06 - C2, 007 (Τύπου Α) Κουζίνα Διάδρομος Κουζίνα Διάδρομος Πλησίον Ψυγείου Υπόλοιπος χώρος Πλησίον Ψυγείου Υπόλοιπος χώρος B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) Για το συγκρότημα διαμερισμάτων των φοιτητικών Εστιών οι τιμές για το μαγνητικό πεδίο βρίσκονται σε αρκετά χαμηλά επίπεδα, καθώς μικρότερος συντελεστής ασφαλείας βρέθηκε στο πίσω μέρος του ψυγείου σε τύπο Α Εστιών με τιμή 40. Ο συγκεκριμένος τύπος Εστιών συγκεντρώνει ελαφρώς μεγαλύτερες τιμές μαγνητικού πεδίου στο χώρο της κουζίνας σε σύγκριση με τον τύπο Β Εστιών για το λόγο ότι διέθεταν μεγαλύτερη κουζίνα και μεγαλύτερο ψυγείο. Για τους υπόλοιπους χώρους οι τιμές για μαγνητικό πεδίο [95]

102 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων κυμαίνονται περίπου στα ίδια επίπεδα με τιμές από nT που αντιστοιχούν σε συντελεστές ασφαλείας από 3300 μέχρι 1000 αντίστοιχα. 4.8 Υπό ανέγερση βιβλιοθήκη στην Πανεπιστημιούπολη Μετρήσεις λήφθηκαν στο εσωτερικό της υπό ανέγερσης Βιβλιοθήκης στην Πανεπιστημιούπολη. Η πρόσβαση σε όλους τους χώρους δεν ήταν δυνατή και για το λόγο αυτό μετρήσεις λήφθηκαν μόνο για το ισόγειο και τον υπόγειο όροφο -1 του κτηρίου. Μετρήσεις που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μέτρο σύγκρισης για μετέπειτα εργασίες μετά τη διεκπεραίωση του έργου και μετά την τοποθέτηση όλων των απαραίτητων ηλεκτρονικών. Για τους δύο ορόφους που έγιναν οι μετρήσεις γίνονταν εργασίες καλωδίωσης και βάψιμο τοίχων ενώ όλο το κτήριο δεν είχε ενωθεί με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας εκτός του δωματίου της ΑΗΚ που βρισκόταν στο υπόγειο του κτηρίου και έχει συμπεριληφθεί στις μετρήσεις. Οι μετρήσεις παρουσιάζονται πιο κάτω. Πίνακας 8.1 : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) Προθάλαμος Βιβλιοστάσιο Δωμάτιο ΑΗΚ (έξω από το δωμάτιο) Ισόγειο Υπόγειο -1 Παιδικό Ισόγειο Υπόγειο -1 Υπόγειο -1 B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) Μετρήσεις σε μηχανοστάσια Μετρήσεις έγιναν σε επιλεγμένα μηχανοστάσια. Μηχανοστάσια υπάρχουν σε όλα τα κτήρια του Πανεπιστημίου και εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς. Μερικά στο εσωτερικό τους φιλοξενούν κεντρικούς πίνακες ελέγχου ηλεκτρικής ενέργειας, μετασχηματιστές, άλλα αντλίες και εφεδρικές γεννήτριες, ενώ μερικά άλλα διάφορα ηλεκτρονικά στοιχεία που σκοπό έχουν την ομαλή λειτουργία στους χώρους του Πανεπιστημίου. Για τους συγκεκριμένους χώρους υιοθετήθηκε η ίδια μεθοδολογία όπως και στους κόμβους τηλεπικοινωνιών με πλέγμα στον τρισδιάστατο χώρο αποτελούμενο από πλεγματικά σημεία σε τρία διαφορετικά ύψη. [96]

103 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Κόμβος Τηλεπικοινωνιών ΘΕΕ και Μηχανοστάσιο ΘΕΕ Κατά τη λήψη μετρήσεων στο κέντρο τηλεπικοινωνιών στο δωμάτιο Β116 παρατηρήθηκαν πολύ μεγάλες τιμές μαγνητικού πεδίου πλησίον των τοίχων. Τιμές δύο με τρεις φορές μεγαλύτερες από την πηγή του συγκεκριμένου δωματίου, πράγμα που υποδήλωνε ισχυρή πηγή πλησίον του δωματίου αυτού. (Οι μετρήσεις και οι γραφικές παραστάσεις για το ΘΕΕ παρουσιάζονται στο παράρτημα [Α,1.9] στο τέλος της εργασίας). Πράγματι, το συγκεκριμένο δωμάτιο βρισκόταν δίπλα από το μηχανοστάσιο 117 το οποίο μετρήθηκε διεξοδικά παρουσιάζοντας αυξημένες τιμές πεδίων, μεγαλύτερες από τα συνηθισμένα δωμάτια τηλεπικοινωνιών. Το συγκεκριμένο δωμάτιο βρίσκεται στον 1 ο όροφο του κτηρίου Θετικών Επιστημών 2. Έχει διαστάσεις 3 μέτρα x 2 μέτρα. Στο εσωτερικό του βρίσκονται τρεις μεγάλοι πίνακες ελέγχου ηλεκτρικού ρεύματος (main switch). Για τη λήψη μετρήσεων ορίστηκε σταθερό βήμα για τον x-άξονα 60cm και για τον y-άξονα 50cm. Η κάτοψη του δωματίου παρουσιάζεται στο σχήμα Σχήμα Μηχανοστάσιο ΘΕΕ [97]

104 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Κάτοψη ΘΕΕ Πίνακας 4.9.3: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=0) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [98]

105 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Πίνακας 4.9.5: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [99]

106 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Πίνακας 4.9.7: Μετρήσεις Μαγνητικού Πεδίου (z=1.80m) N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας N X Y B (nt) Συντελεστής Ασφαλείας [100]

107 Κεφάλαιο 4 Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σχήμα Το δωμάτιο αυτό παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τις μεγάλες τιμές μαγνητικού πεδίου που μετρήθηκαν σε αυτό. Για ύψος z=0 παρουσιάζεται μέγιστο κοντά στον πρώτο πίνακα, καθώς βρισκόταν πιο χαμηλά τοποθετημένος από τους άλλους δύο, με μέγιστη μετρούμενη τιμή τα 3890 nt. Μεγαλύτερη σαφώς τιμή σε σύγκριση με τα άλλα δωμάτια που μετρήθηκαν προηγουμένως αλλά συγχρόνως και σχετικά μικρή σε σύγκριση με τα άλλα δύο ύψη στο ίδιο δωμάτιο. Για z=1m παρουσιάζεται μέγιστο στον 3 ο πίνακα ελέγχου με τιμή nt. Ενώ η μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου παρουσιάζεται για ύψος z=1.80m με μετρούμενη τιμή nt με συντελεστή ασφαλείας μόλις [101]

108 Σχόλια και Συμπεράσματα Σχόλια και Συμπεράσματα Σε αυτή τη Διπλωματική Εργασία έγινε θεωρητική και πειραματική προσέγγιση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων χαμηλών συχνοτήτων 50/60 Hz. Σκοπός της εργασίας ήταν η μέτρηση και καταγραφή των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στου χώρους του Πανεπιστημίου Κύπρου για σκοπούς σύγκρισης τους με τα όρια ασφαλείας τα οποία έχουν θεσπιστεί από διεθνείς οργανισμούς. Για το θεωρητικό μέρος έγινε εισαγωγή στις βασικές έννοιες του ηλεκτρομαγνητισμού. Αναφέρθηκαν χρήσιμα μεγέθη για τη μελέτη ηλεκτρομαγνητικών πεδίων, προέλευση και διάδοση των κυμάτων στο χώρο. Οι θεμελιώδης εξισώσεις Maxwell και η δύναμη Lorentz ολοκληρώνουν το παζλ που απαρτίζει τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Έγινε μια παρουσίαση των βασικών περιορισμών και ορίων ασφαλείας που αντιστοιχούν στις συχνότητες των 50/60 Hz έτσι όπως έχουν θεσμοθετηθεί από τη Διεθνή Επιτροπή για την Προστασία από τις Μη - Ιονίζουσες Ακτινοβολίες (ICNIRP). Στο τέλος έγινε μια ιστορική αναδρομή σε παλαιότερες μελέτες για τις επιπτώσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε πειραματόζωα, σε κυτταρικές καλλιέργειες και στον ανθρώπινο οργανισμό. Από τις μελέτες που έγιναν μέχρι σήμερα διεθνώς για βραχυπρόθεσμη έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία χαμηλών συχνοτήτων 50/60 Hz δεν έχει προκύψει μια ξεκάθαρη ένδειξη ότι υπάρχουν κίνδυνοι για την υγεία εφόσον δεν υπάρχουν θερμικές επιδράσεις. Για χρονική έκθεση μέχρι 6 λεπτά δεν έχει παρατηρηθεί αξιόλογη διαφοροποίηση στις εξεταζόμενες παραμέτρους (πχ. παραγωγή ορμονών, ενζύμων) της εκάστοτε μελέτης σε σύγκριση με το δείγμα ελέγχου. Συνεπώς με βάση ότι έχει δημοσιευτεί μέχρι σήμερα δεν μπορούμε να γνωρίζουμε με σιγουριά αν υπάρχουν επιπτώσεις ή όχι σε ότι αφορά βραχυπρόθεσμη έκθεση. Για μακροχρόνια έκθεση σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία υπάρχουν κάποιες ενδείξεις για πιθανούς κινδύνους. Σε επιδημιολογικές μελέτες φαίνεται να έχουν παρατηρηθεί περιπτώσεις με αυξημένες πιθανότητες λευχαιμίας ιδιαίτερα σε μικρά παιδιά τα οποία ανήκουν στις ευάλωτες ομάδες του πληθυσμού. Από την άλλη υπάρχουν και ενδείξεις για μια πιο αποτελεσματική αντιμετώπιση καρκινικών κυττάρων σε καλλιέργειες κυττάρων υπό ελεγχόμενη έκθεση. [102]

109 Σχόλια και Συμπεράσματα η συντριπτική πλειοψηφία των μελετών αυτών είναι σαφώς αρνητική παρά το γεγονός ότι έχουν εφαρμοστεί πειραματικά πεδία, τεράστιας έντασης και ισχύος. Επίσης καμία από τις θετικές μελέτες δεν κατέστη δυνατόν να επαναληφθεί από άλλους ερευνητές, ακόμα και από τους ίδιους. Συνεπώς είναι εξαιρετικά χαμηλή έως ασήμαντη η πιθανότητα, τα βιομηχανικά πεδία να παρουσιάζουν επιγενετικές δράσεις σε καλλιέργειες κυττάρων και εντελώς μηδενική σε πραγματικές, in vivo, συνθήκες. Στο πειραματικό μέρος της εργασίας έγιναν μετρήσεις ελέγχου και καταγραφής ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στους χώρους του Πανεπιστημίου Κύπρου. Αρχικά έγινε εντοπισμός όλων των χώρων στην Πανεπιστημιούπολη που συγκέντρωναν αυξημένο αριθμό ηλεκτρονικών στοιχείων και ηλεκτρικών συστημάτων ή καλωδιώσεων και κατηγοριοποιήθηκαν ανάλογα. Έγιναν μετρήσεις σε κόμβους τηλεπικοινωνιών. Συνολικά μετρήθηκαν 11 κόμβοι τηλεπικοινωνιών. Μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου μετρήθηκε στα 11,5μΤ (RMS) με συντελεστή ασφαλείας 8,70. Για τους περισσότερους χώρους σε αυτή την κατηγορία οι τιμές δεν ξεπερνούσαν το 1μΤ με αρκετά μεγάλους συντελεστές ασφαλείας. Γενικά τις μεγαλύτερες τιμές πεδίων σε αυτή την κατηγορία παρουσίαζαν δέσμες καλωδίων οι οποίες ένωναν τους κόμβους τηλεπικοινωνιών με τα άλλα δωμάτια αλλά και πάλι με αρκετά πιο χαμηλές τιμές από τα όρια ασφαλείας. Μετρήθηκαν επίσης δύο κέντρα υψηλής υπολογιστικής ισχύος στο Τμήμα Πληροφορικής που βρίσκονταν σε πλήρη λειτουργία. Οι εντάσεις σε αυτά τα δωμάτια ήταν σαφώς αυξημένες σε σύγκριση με τους κόμβους τηλεπικοινωνιών αλλά και πάλι αρκετά χαμηλές σε σύγκριση με τα όρια ασφαλείας. Μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου για του συγκεκριμένου τύπου δωμάτια μετρήθηκε στα 3,8μΤ, με συντελεστή ασφαλείας 26,3. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον σε αυτά τα 2 δωμάτια παρουσίασαν οι πίνακες ελέγχου της θερμοκρασίας και συστήματος συναγερμού, οι οποίοι είχαν αυξημένες τιμές μαγνητικού πεδίου, 33.1μΤ (RMS) και 92,4 (Vect Peak), με συντελεστές ασφαλείας 3,02 και 1,53 αντίστοιχα. Τιμές αρκετά υψηλές αν λάβουμε υπόψη ότι προέρχονταν μόνο από μια συνηθισμένη πρίζα. Αυτή η περίπτωση απαιτεί προσεκτικό χειρισμό καθώς μελλοντικά μπορεί να προστεθούν και άλλες πανομοιότυπες πρίζες στο χώρο με αποτέλεσμα οι τιμές των πεδίων να ξεπερνούν τα όρια ασφαλείας. [103]

110 Σχόλια και Συμπεράσματα Για τους χώρους του ραδιοφωνικού σταθμού του Πανεπιστημίου οι μετρήσεις κυμαίνονταν και πάλι σε χαμηλά επίπεδα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου δεν βρέθηκε πλησίον της πηγής αλλά πλησίον τοίχου με τιμή μαγνητικού πεδίου 2μΤ και συντελεστή ασφαλείας 50, πράγμα που μας υποδηλώνει την παρουσία καλωδίων ρεύματος μέσα στους τοίχους τα οποία υπερκαλύπτουν το μαγνητικό πεδίο της πηγής, όπως συνέβη και σε πολλές άλλες περιπτώσεις. Για το χώρο του Ενεργειακού Κέντρου λήφθηκαν μετρήσεις που κάλυπταν μια μεγάλη περιοχή (2000m 2 περίπου). Μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου μετρήθηκε πλησίον του υποσταθμού της ΑΗΚ με τιμή 16μΤ και συντελεστή ασφαλείας 6,25. Για τον υπόλοιπο χώρο οι τιμές του μαγνητικού πεδίου βρίσκονταν σε πολύ χαμηλά επίπεδα κάτω από 1μΤ. Στο κτήριο της Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης μετρήθηκε ο κεντρικός διακομιστής στο υπόγειο του κτηρίου, όπου μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου μετρήθηκε στα 8,7μΤ με συντελεστή ασφαλείας 11,49 πλησίον των κλιματιστικών μονάδων. Αξιοσημείωτο είναι οι μικρές τιμές μαγνητικού πεδίου, οι οποίες δεν ξεπερνούσαν το 1μΤ, πλησίον του κεντρικού διακομιστή παρ όλο το μεγάλο όγκο ηλεκτρονικών που συγκέντρωνε. Για το υπόλοιπο κτήριο (γραφεία) λήφθηκαν μετρήσεις τυχαία στο χώρο, με τη μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου 0,4μΤ και συντελεστή ασφαλείας 250. Στους περισσότερους χώρους οι τιμές δεν ξεπερνούσαν το 0,1μΤ, τιμές αρκετά χαμηλές που δεν εμπνέουν ανησυχία στους εργαζόμενους στους χώρους αυτούς. Μετρήσεις που έγιναν σε αίθουσες διαλέξεων έδειξαν και πάλι αρκετά χαμηλές τιμές πεδίων της ίδια τάξης μεγέθους με τα γραφεία στο κτήριο της Συγκλήτου με συντελεστές ασφαλείας μεγαλύτερους από Ελαφρά αυξημένες τιμές πεδίων μετρήθηκαν σε αίθουσες ηλεκτρονικών υπολογιστών με μέγιστη τιμή 0,2μΤ και συντελεστή ασφαλείας 500. Για τη συγκεκριμένη περίπτωση μέγιστα παρουσιάζονταν γύρω από τα τροφοδοτικά των υπολογιστών. Χάρη όμως στα σύγχρονα μέσα (υπολογιστές και οθόνες) που είναι εξοπλισμένες οι συγκεκριμένες αίθουσες τα πεδία βρίσκονται σε ασφαλή επίπεδα χωρίς να εμπνέουν ανησυχία σε φοιτητές που χρησιμοποιούν τις αίθουσες για μεγάλες χρονικές περιόδους. Για το χώρο της υπό ανέγερσης Βιβλιοθήκης οι μετρήσεις που έγιναν είναι κυρίως βιβλιογραφικού χαρακτήρα. Μετρήσεις για σκοπούς σύγκρισης με [104]

111 Σχόλια και Συμπεράσματα άλλες εργασίες που θα γίνουν στο μέλλον καθώς θα αποτελούν το υπόβαθρο εφόσον δεν έχουν ακόμα τοποθετηθεί ηλεκτρονικά στο κτήριο. Παραχωρήθηκε περιορισμένη πρόσβαση στο εργοτάξιο και μετρήσεις λήφθηκαν μόνο στο ισόγειο και υπόγειο του κτηρίου, με μέγιστη μετρούμενη τιμή μαγνητικού πεδίου 0,035μΤ. Οι μετρήσεις που έγιναν στους χώρους διαμονής των φοιτητών κυμαίνονταν σε αρκετά χαμηλά επίπεδα. Μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου βρέθηκε πλησίον του ψυγείου σε τύπο Α Εστιών με τιμή 2,5μΤ και συντελεστή ασφαλείας 40. Τα πεδία είναι ελαφρώς αυξημένα στους χώρους των κουζινών λόγω της συγκέντρωσης ηλεκτρονικών στοιχείων αλλά και πάλι βρίσκονται σε χαμηλά επίπεδα απέχοντας σημαντικά από τα όρια ασφαλείας. Επίσης στο κτήριο SRA-01 μετρήθηκαν μηχανοστάσια και δωμάτιο υποβιβασμού τάσης. Η μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου βρέθηκε στο δωμάτιο υποβιβασμού τάσης, σε πίνακα ελέγχου όπου κατέληγε η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από το φωτοβολταϊκό πάρκο. Πιο συγκεκριμένα, μέγιστη τιμή μαγνητικού πεδίου μετρήθηκε στα 120μΤ με συντελεστή ασφαλείας 0,83, τιμή που ξεπερνά το όριο ασφαλείας των 100μΤ. Η συγκεκριμένη περίπτωση χρίζει ιδιαίτερης προσοχής καθώς κατά την καλοκαιρινή περίοδο η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θα είναι αυξημένα. Αυτό με τη σειρά του συνεπάγεται και μεγαλύτερες τιμές πεδίων για εργαζόμενους στο συγκεκριμένο χώρο καθώς οι τιμές εξωτερικά του δωματίου φθίνουν και είναι αρκετά πιο κάτω από τα όρια ασφαλείας. Στα προσεχή σχέδια του Πανεπιστημίου είναι και η εγκατάσταση φωτοβολταϊκού πάρκου συνολικής ισχύος 10MW. Το εγχείρημα αυτό απαιτεί προσεκτικούς χειρισμούς για το πού θα τοποθετηθούν τέτοιοι πίνακες ελέγχου και με ποια διάταξη ώστε οι εντάσεις των πεδίων να βρίσκονται σε ασφαλή επίπεδα για φοιτητές και εργαζόμενους. Στην γραφική παράσταση (σχήμα Σ,1) γίνεται μια σύνοψη των μετρήσεων. Από κάθε γράφημα που υπάρχει στην Διπλωματική Εργασία λήφθηκε μόνο η μέγιστη τιμή του. Όλα τα μέγιστα παρουσιάζονται ταξινομημένα για συγκεκριμένα διαστήματα πυκνότητας μαγνητικής ροής και συχνότητας εμφάνισης πιο κάτω. (Σημείωση: Δεν λήφθηκαν υπόψη οι τυχαίες μετρήσεις σε χώρους, μόνο χώροι όπου οι μετρήσεις έγιναν υπό μορφή πλέγματος. ) [105]

112 Συχνότητα Εμφανίσης Σχόλια και Συμπεράσματα Κατανομή μεγίστων τιμών μαγνητικού πεδίου για όλους τους χώρους Μέγιστη τιμή πυκνότητας μαγνητικής ροής Β (nt) Σχήμα Σ,1 Κατανομή Μεγίστων τιμών μαγνητικού πεδίου όλων των χώρων Από τη συγκεκριμένη γραφική παράσταση μπορούμε εύκολα να δούμε ότι οι πιο πολλές μετρήσεις βρίσκονταν κάτω από 1μΤ και αρκετά πιο χαμηλά από τα επιτρεπόμενα όρια ασφαλείας. Κατά τη διεξαγωγή των μετρήσεων αρκετές φορές παρουσιάζονταν προβλήματα λόγω της διάταξης των πηγών στους χώρους ή της μορφολογίας του εδάφους, καθιστώντας δύσκολη τη λήψη μετρήσεων σε συγκεκριμένα σημεία του χώρου. Η βασική ιδέα γύρω από τη λήψη μετρήσεων ήταν η δημιουργία πλέγματος από σημεία στον πραγματικό χώρο στις εξεταζόμενες περιοχές. Πλεγματικά σημεία που μπορούσαν να είναι πιο αραιά στο χώρο καθιστώντας πιο γρήγορη τη λήψη των μετρήσεων, χάνοντας βεβαίως ακρίβεια στην κατανομή του εξεταζόμενου πεδίου σε σχέση με πιο πυκνή και με καλύτερη ακρίβεια αλλά πιο χρονοβόρα διαδικασία. Στην εργασία αυτή επιλέχθηκε βέβαια ο δεύτερος τρόπος λήψης μετρήσεων ώστε να έχουμε την καλύτερη δυνατή ακρίβεια στις μετρήσεις της έντασης των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Για το σκοπό αυτό στις περισσότερες περιπτώσεις το βήμα μεταξύ μετρήσεων ήταν μόλις 30-60cm ώστε να έχουμε όσο το δυνατό περισσότερα σημεία στο χώρο. Όσον αφορά τα σφάλματα υπάρχουν εξωτερικοί παράγοντες που πιθανώς επηρεάζουν τις μετρήσεις και δεν μπορούν να ελεγχθούν, όπως για παράδειγμα η αλλαγή του φορτίου στις επί μελέτη πηγές. Κατά τη διαδικασία λήψης [106]

113 Σχόλια και Συμπεράσματα μετρήσεων κυρίως ηλεκτρικού πεδίου γινόταν προσπάθεια απομόνωσης του χώρου. Η λήψη των μετρήσεων γινόταν από απόσταση με τη βοήθεια καλωδίου οπτικής ίνας, καθώς ένας οργανισμός μπορεί να επηρεάσει καταλυτικά τη μέτρηση μπλέκοντας και τις δικές του δυναμικές γραμμές στον ανιχνευτή του οργάνου. Τα συστηματικά σφάλματα των μετρήσεων οφείλονται κυρίως στον ερευνητή και στον τρόπο που διεξάγει τις μετρήσεις του. Για μείωση αυτού του είδους σφάλματος οι μετρήσεις πρέπει να λαμβάνονται πιστά κάτω από τις ίδιες προϋποθέσεις. Για το λόγο αυτό το ύψος και οι συντεταγμένες για την κάθε μέτρηση ελέγχονταν σχολαστικά διατηρώντας τα σε χαμηλά επίπεδα της τάξης μερικών εκατοστών. Το σφάλμα της ίδια της μέτρησης εξαρτιόταν αποκλειστικά από το όργανο και τις εντάσεις που σάρωνε κατά τη χρονική διάρκεια της κάθε μέτρησης. Το όργανο EFA-300 χαρακτηρίζεται από 3% ακρίβεια στη μέτρηση με τον εξωτερικό αισθητήρα μαγνητικού και ηλεκτρικού πεδίου και 6% στον εσωτερικό αισθητήρα που διαθέτει το όργανο στη βασική του μονάδα. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής έγιναν εκτεταμένες μετρήσεις στους χώρους του Πανεπιστημίου Κύπρου, μετρήσεις οι οποίες χαρακτηρίζονται από τη μοναδικότητα τους, καθώς αρκετοί χώροι έχουν μετρηθεί για πρώτη φορά. Το υλικό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ολοκλήρωση του ηλεκτρονικού χάρτη των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην Κύπρο. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία τόσο χαμηλών όσο και υψηλών συχνοτήτων είναι ένα τεράστιο κεφάλαιο χωρίς ημερομηνία λήξης και χωρίς επιστροφή, καθώς με τη ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας οι εστίες ηλεκτρομαγνητικών πεδίων συνεχίζουν να πληθαίνουν μέρα με την μέρα. Για το λόγο αυτό, η μελέτη και καταγραφή ηλεκτρομαγνητικών πεδίων από την επιστημονική κοινότητα χρίζει σεβασμού και ιδιαίτερης μεταχείρισης. [107]

114 Βιβλιογραφία 1. C.E. Tinney Rate effects in isolated turtle hearts induced by microwave irradiation IEEE trans microwave theory and techniques, vol MTT24 No1, M.A. Stuchly: interaction of radiofrequency and microwave Radiation with living systems Rad. And Environm. Biophys, 16, (1979) 3. P. Conti Reduced mitogenic stimulation of human lemphocytes by extremely low frequency electromagnetic fields FEBS 162(I): , (1983) 4. Akan Z, Extremely low-frequency electromagnetic fields affect the immune response of monocyte derived macrophages to pathogens Bio electromagnetics 31(8): , (2010) 5. Cohen et al. 1986a & b, Rosenthal & Obe 1989, Scarfi et al. 1994, Paile et al. 1995, Galt et al. 1995, Rapley et al. 1998, Tateno et al. 1998, Maes et al. 2000, Jacobson-Kram et al. 1997] 6. R.G. Nealeigh The effect of microwave on Y-Maze Learning in the white rat J. Microwave Power, vol6 No1, PP49-54 Mar., (1971) 7. Kikuchi et al. (1998) 8. Falone S, et al Chronic exposure to 50 Hz magnetic fields causes a significant of weakening of antioxidant defence systems in aged rat brain. Int J Biochem Cell Biol 40(12): , (2008) 9. Bediz CS et al, Zinc supplementation ameliorates electromagnetic field-induced lipid peroxidation in the rat brain Tohoku J exp Med 208(2): , (2006) 10. E.L. Hunt Behavioural effects of pulsed microwave radiation Ann. N.Y. Acad Sci. vol.247: , (1975) 11. M.I. Smirnova: Determination of the functional activity of the thyroid by means of radioactive iodine in workers with UHF generators Moscow USSR: Acad, Medical Science (1960) 12. Ulf Hjalmars, Childhood Leukaemia in Sweden: using GIS and a partial scan statistic for cluster detection 13. UK Childhood Cancer Study Invest., Childhood cancer and residential proximity to power lines, Br. J. Cancer, V.83(11), pp , G. Theriault: American journal of Epidemiology, vol 139, [108]

115 15. Tomenius L: 50 Hz electromagnetic environment and the incidence of childhood tumours in Stockholm country Bio electromagnetics, 7: (1986) 16. Johansen C. et al., Risk for Leukemia and Brain and Breast Cancer among Danish Utility Workers - A Second Follow-Up, Occupational & Environmental Medicine V.64, pp , David A Savitz Exposure to electromagnetic fields and suicide among electric utility workers: a nested case-control study Med2000:57: (2000) 18. David J. Griffiths, Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική, Τόμος Ι, Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης, (1996) 19. David J. Griffiths, Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική, Τόμος ΙΙ, Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης, (1997) 20. Κ.Θ. Λιολιούσης, Βιολογικές Επιδράσεις της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας, Εκδόσεις Δίαυλος, Αθήνα, (1997) 21. Σύσταση του Συμβουλίου της 12 ης Ιουλίου 1999 περί του Περιορισμού της Έκθεσης του Κοινού σε Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία (0 Hz 300 GHz), Επίσημη Εφημερίδα των Ευρωπαϊκών Κοινοτήτων, L 199/59, Assessment of Health Effects from Exposure to Power-Line Frequency Electric and Magnetic Fields, NIEHS Working Group Report, National Institute of Environmental Health Sciences of the National Institute of Health, Editors: Christopher J. Portier - Mary S. Wolfe, NIH Publication , (1998) 23. Εργαστηριακή Φυσική ΙΙ, Πανεπιστήμιο Κύπρου, (2015) 24. Narda Safety test solutions, EFA -200/-300 EM Field Analyzer, Operating Manual, (2005) 25. David Seabury, An Update On SAR Standards And The Basic Requirements For SAR Assessment (2005) 26. Κ.Μ. Πατενιώτης, Κεφ5, Καρκίνος και Έκθεση στις Ιοντίζουσες και μη- Ιοντίζουσες ακτινοβολίες 27. Raymond A. Serway, Physics for scientists & Engineers with Modern Physics, Vol II Electromagnetism (1990) 28. WHO research agenda for radiofrequency fields, World Health Organization ISBN : (2010) [109]

116 Ιστοσελίδες (I,) [110]

117 Παράρτημα Α Παράρτημα Α Συγκεντρωτικοί Πίνακες Μετρήσεων και γραφήματα για όλους τους χώρους (οι τιμές μαγνητικού πεδίου αναφέρονται σε μετρήσεις RMS (max) εκτός αν υπάρχει άλλη σημείωση για το συγκεκριμένο πίνακα) [Α,1.1] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [111]

118 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [112]

119 Παράρτημα Α Σχήμα Μέγιστο παρατηρείται στο κέντρο του χώρου και για τα τρία γραφήματα. Για ύψος 1.80m εμφανίζεται και δεύτερο μέγιστο από πίνακα ελέγχου που βρισκόταν στον τοίχο. [Α,1.2] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [113]

120 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [114]

121 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [115]

122 Παράρτημα Α Για ύψη 1m και 1.80 m παρατηρείται μέγιστο πλησίον της πηγής για το συγκεκριμένο χώρο. Ενώ αντίθετα για ύψος 0m εμφανιζόντε δύο μέγιστα πιθανόν από καλωδιώσεις που περνούσαν μέσα από το πάτωμα. [Α,1.3] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ02 B261 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [116]

123 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [117]

124 Παράρτημα Α Σχήμα Για ύψος 1m καλώδια που βρίσκονταν στο σημείο (3,0) δημιουργούν μέγιστο πλησίον τους. Ενώ για τα άλλα δύο ύψη τα μέγιστα παρατηρούνται πλησίον του αριστερού τοίχου πιθανόν λόγω διακλάδωσής των καλωδίων σε αυτόν. [Α,1.4] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [118]

125 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [119]

126 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [120]

127 Παράρτημα Α Και για τα τρία γραφήματα τα μέγιστα παρουσιάζονται πλησίον της πηγής. Όπως διαγράφονται οι καμπύλες στα τρία γραφήματα φαίνεται να έχουμε δύο ισχυρές πηγές για τα σημεία (0.5, 0.6) και (0.5, 1.5) [A,1.5] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ02 B150 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [121]

128 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [122]

129 Παράρτημα Α Σχήμα Και για τα τρία γραφήματα η παρουσία δέσμης καλωδίων στο αριστερό άκρο του χώρου διαδραματίζει καταλυτικό παράγοντα. Μικρότερο μέγιστο στο δεξιό άκρο που οφειλόταν στο κόμβο τηλεπικοινωνιών. [Α,1.6] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ02 B155 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [123]

130 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [124]

131 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [125]

132 Παράρτημα Α Τρία διαφορετικά γραφήματα για αυτή την περίπτωση. Για ύψος 0m μέγιστο παρατηρείται στο δεξιό άκρο του γραφήματος λόγω καλωδίων που βρίσκονταν στο πάτωμα. Για ύψος 1m μέγιστο στο κέντρο του χώρου που οφείλεται στην πηγή, και για ύψος 1.80m μέγιστο πλησίον της εισόδου από πίνακα ελέγχου που βρισκόταν στον τοίχο. [Α,1.7] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ02 B186 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [126]

133 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [127]

134 Παράρτημα Α Σχήμα Για ύψος 0m μέγιστο παρατηρείται πλησίον της πηγής ενώ για τα άλλα δύο ύψη πλησίον της κλιματιστικής μονάδας που βρισκόταν στον χώρο. [Α,1.8] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ02 B301 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [128]

135 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [129]

136 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [130]

137 Παράρτημα Α Για ύψος 0m μέγιστο παρατηρείται πλησίον της πηγής στο κέντρο του χώρου. Για ύψος 1m και 1.80m μέγιστο πλησίον πίνακα ελέγχου που βρισκόταν τοποθετημένος στον τοίχο [Α,1.9] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρο ΘΕΕ Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [131]

138 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [132]

139 Παράρτημα Α Σχήμα Για ύψος 0m μέγιστο παρατηρείται πλησίον της πηγής. Για ύψος 1m και 1.80m μέγιστες τιμές πλησίον του τοίχου. Δίπλα στο συγκεκριμένο δωμάτιο βρισκόταν μηχανοστάσιο με μεγάλες τιμές μαγνητικού πεδίου. [Α,10.1] - Τηλεπικοινωνιακό κέντρ ΘΕΕ02 B255 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [133]

140 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [134]

141 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [135]

142 Παράρτημα Α Μεγάλο δωμάτιο με 2 κλιματιστικά και πίνακα της ΑΗΚ. Για ύψος 0m μέγιστο παρατηρείται πλησίον του πίνακα της ΑΗΚ. Για ύψος 1m και 1.80m μέγιστο πλησίον του κλιματιστικού στο βάθος του δωματίου. Η πηγή είχε αρκετά πιο χαμηλές τιμές μαγνητικές πεδίου από τα υπόλοιπα στοιχεία στο χώρο και έτσι δεν φαίνεται στα γραφήματα. [Α,2] Κέντρο υψηλής υπολογιστικής Ισχύος ΘΕΕ01 004, 002 Πίνακας 2.1 : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Μετρήσεις στον πίνακα ελέγχου ΘΕΕ ΘΕΕ Peak RMS Peak RMS B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) [136]

143 Παράρτημα Α Σχήμα 2.2 Πέντε μέγιστα για αυτό το χώρο. Τα τέσσερα οφείλονται σε κλιματιστικές μονάδες. Στο κέντρο του χώρου το μέγιστο οφείλεται στις στιβάδες των υπολογιστών. Ενώ στο σημείο (6,5) ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσίασε ο πίνακας ελέγχου της θερμοκρασίας. [Α,3] Ραδιοφωνικός Σταθμός Πανεπιστημίου Κύπρου Πίνακας 3.1 : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας 3.2 : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [137]

144 Παράρτημα Α Πίνακας 3.3 : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα 3.4 [138]

145 Παράρτημα Α Σχήμα 3.5 Σχήμα 3.6 [139]

146 Παράρτημα Α Και για τα τρία γραφήματα τα κύρια μέγιστα παρουσιάζονται πλησίον δέσμης καλωδίων ενώ για ύψος 1m εμφανίζεται μικρό μέγιστο που οφείλεται στον κεντρικό διακομιστή του ραδιοφωνικού σταθμού. [Α,4] Ενεργειακό Κέντρο Πίνακας 4.1 : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [140]

147 Παράρτημα Α [141]

148 Παράρτημα Α X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [142]

149 Παράρτημα Α Σχήμα 4.2 [143]

150 Παράρτημα Α Μέγιστο παρουσιάστηκε πλησίον υποσταθμού της ΑΗΚ στο άκρο (10,8) του γραφήματος. Υποσταθμός που βρισκότανε στο εργοστάσιο επεξεργασίας λυμάτων. [Α,5.1] Κτήριο Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης - Β120 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [144]

151 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [145]

152 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [146]

153 Παράρτημα Α Και σε αυτή την περίπτωση τα κύρια μέγιστα παρουσιάζονται πλησίον κλιματιστικών μονάδων (ύψο 0m και 1.80m). Ενώ επίσης για ύψος 1.80m παρουσιάζεται και νέο μέγιστο πλησίον δέσμης καλωδίων στο βάθος του χώρου. [Α,5.1] Κτήριο Συγκλήτου Αναστάσιος Λεβέντης - Γραφεία Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου Εισόγειο 1 ος όροφος 2 ος όροφος 3 ος όροφος B(nT B(nT B(nT) B(nT B(nT B(nT) B(nT B(nT B(nT) B(nT B(nT B(nT) [Α,6.1] Αίθουσα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ΘΕΕ01 - B141 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [147]

154 Παράρτημα Α Σχήμα Για την αίθουσα Η/Υ μέγιστα παρουσιάζονται πλησίον των τροφοδοτικών των Η/Υ. [Α,6.2] Αίθουσα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ΘΕΕ Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [148]

155 Παράρτημα Α Σχήμα Για την αίθουσα Η/Υ μέγιστα παρουσιάζονται πλησίον των τροφοδοτικών των Η/Υ και πλησίον κεντρικών διακόπτων παροχής ηλεκτρικής ενέργειας για τους [149]

156 Παράρτημα Α [Α,6.3] Αίθουσες Διαλέξεων ΧΩΔ01 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) Αμφιθέατρο 108 Αμφιθέατρο 109 Αμφιθέατρο 110 Αίθουσες στο ισόγειο Καφετέρια RMS Vect Peak RMS Vect Peak RMS Vect Peak RMS Vect Peak RMS Vect Peak B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) 8, ,5 28,6 8,5 35 9,8 30,4 7, ,6 31,2 8, , , ,6 7, , ,8 31 8,5 31 9,07 33, ,8 31 7,6 31 8,4 31 8,47 30,2 27 (έδρα) 58 (έδρα) 32.6 (έδρα) 69 (έδρα) 32 (έδρα) 69 (έδρα) [Α,6.4] Αίθουσες Διαλέξεων ΧΩΔ02 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) Διάδρομοι Αίθουσες στο ισόγειο Αίθουσες στο 1 ο όροφο RMS Vect Peak RMS Vect Peak RMS Vect Peak B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) 15,5 48,9 12,5 37,9 8, , ,54 33,4 13,5 37,2 7,5 30 8,6 33,3 10, ,6 29,6 10,2 34,4 11,3 36,1 7,3 31,9 17, ,5 39 8, ,6 33,50 [Α,7.1] Μηχανοστάσιο στο συγκρότημα Εστιών, Β114 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=0m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) [150]

157 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1.80m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Σχήμα [151]

158 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [152]

159 Παράρτημα Α Για ύψος 0m μέγιστο παρατηρείται πλησίον πίνακα ελέγχου για το συγκεκριμένο χώρο. Για ύψος 1m μέγιστο μετρήθηκε σε ολόκληρη την γραμμή για y=1.5, χώρος όπου βρίσκονταν αρκετά ηλεκτρονικά στοιχεία για την λειτουργία του εν λόγω μηχανοστάσιού. Ενώ για ύψος 1.80m μέγιστο παρατηρείται σε διαφορετικό σημείο του χώρου όπου υπήρχε άλλος πίνακας ελέγχου. [Α,7.2] Δωμάτιο Χαμηλής Τάσης στο συγκρότημα Εστιών, Β115 Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=0m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1.80m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) [153]

160 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [154]

161 Παράρτημα Α Σχήμα Για το συγκεκριμένο δωμάτιο μετρήθηκαν αρκετά μεγάλες πυκνότητες μαγνητικής ροής. Μέγιστα παρουσιάστηκαν πλησίον του τεράστιου μετασχηματιστή που βρισκόταν στο χώρο και στον πίνακα ελέγχου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το φωτοβολταϊκό πάρκο. [Α,7.3] Δωμάτιο Εξυπηρετητών στο συγκρότημα Εστιών, Β104 Μέρος) (Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=0m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) [155]

162 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1.80m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Σχήμα [156]

163 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [157]

164 Παράρτημα Α Και για τα τρία ύψη μέγιστο παρατηρείται πλησίον κλιματιστικής μονάδας. [Α,7.4] Δωμάτιο Εξυπηρετητών στο συγκρότημα Εστιών, Β104 Μέρος) (Β Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=0m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1.80m) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) X Y B (nt) Σχήμα [158]

165 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [159]

166 Παράρτημα Α Για ύψη 0m και 1m το μέγιστο προέρχεται από κλιματιστική μονάδα. Ενώ για ύψος 1.80m από πίνακα ελέγχου που βρισκότανε σε σχετικά μεγάλο ύψος συγκριτικά με άλλους σε άλλα δωμάτια. [Α,7.5] Χώροι Διαμονής στο Συγκρότημα Εστιών. Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) SRA-02, B1C1, Β109 (Τύπου Β) SRA-06 - C2, 007 (Τύπου Α) Κουζίνα Διάδρομος Κουζίνα Διάδρομος Πλησίον Ψυγείου Υπόλοιπος χώρος Πλησίον Ψυγείου Υπόλοιπος χώρος B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) [Α,8] ΥΠΟ ανέγερση βιβλιοθήκη στην Πανεπιστημιούπολη Πίνακας 8.1 : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου (z=1m) Προθάλαμος Βιβλιοστάσιο Δωμάτιο ΑΗΚ (έξω από το δωμάτιο) Ισόγειο Υπόγειο -1 Παιδικό Ισόγειο Υπόγειο -1 Υπόγειο -1 B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) B (nt) 18,91 20,18 15,60 14,72 33,80 35,45 17,82 18,72 19,21 21,58 26,04 25,49 17,66 18,26 17,31 24,69 31,25 32,59 11,01 16,32 18,35 21,03 31,37 16,80 17,93 25,33 [Α,9.1] - Μηχανοστάσιο ΘΕΕ Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=0m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) [160]

167 Παράρτημα Α Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Πίνακας : Μετρήσεις Μαγνητικού πεδίου ( z=1.80m ) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) X Y B(nT) Σχήμα [161]

168 Παράρτημα Α Σχήμα Σχήμα [162]