ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΧΩΡΩΝ

Transcript

1 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΧΩΡΩΝ Η αυξανόμενη ανησυχία που προκαλούν οι υπόνοιες για τις επιβλαβείς συνέπειες της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας έχουν αυξήσει τελευταία την ανάγκη για ηλεκτρομαγνητική θωράκιση χώρων και κτιρίων. Άρθρο των: ΒΑΣΙΛΗ ΖΑΣΠΑΛΗ,, ΕΛΕΝΑΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΥ, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Τομέας Τεχνολογιών, Εργαστήριο Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών. Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης, Εργαστήριο Ανόργανων Υλικών. H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι η διάδοση μιας διαταραχής στο χώρο, που δημιουργείται από επιταχυνόμενα ηλεκτρικά φορτία και κατόπιν διαδίδεται με τη μορφή κύματος (για τους σκοπούς του συγκεκριμένου άρθρου δεν θεωρείται σκόπιμη η αναφορά στο σωματιδιακό χαρακτήρα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας). Η πιο συνηθισμένη περίπτωση επιταχυνόμενων ηλεκτρικών φορτίων είναι η κίνηση των ηλεκτρονίων σε αγωγούς που διαρρέονται από εναλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Κάθε τέτοιο (αγώγιμο) σύρμα μπορεί, υπό συνθήκες, να λειτουργήσει ως πηγή εκπομπής και να εκπέμψει στο χώρο όπως μια κεραία. Η διαφορά είναι ότι ή κεραία είναι σχεδιασμένη έτσι, ώστε να εκπέμπει (και να λαμβάνει) αποτελεσματικά στο χώρο ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα σε μια πιο λεπτομερή εξέταση διαπιστώνεται ότι αποτελείται από δύο συνιστώσες. Στη γενική περίπτωση επίπεδου κύματος πρόκειται για δύο κάθετα μεταξύ τους και σε συμφωνία φάσης παλλόμενα πεδία: το ηλεκτρικό και το μαγνητικό. Η (εναλασσόμενη) τάση του ρεύματος προκαλεί το ηλεκτρικό πεδίο, χαρακτηριστικό μέγεθος του οποίου είναι η έντασή του Ε, με συνηθέστερες μονάδες μέτρησης το V m - ή το kv m -. H (επίσης εναλασσόμενη) ένταση του ρεύματος δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο, χαρακτηριστικό μέγεθος του οποίου είναι η έντασή του Η με μονάδα μέτρησης Α m -, ή η μαγνητική επαγωγή B με μονάδα μέτρησης το μτ ή το mg ( μτ = 0 mg). Στην καθημερινή ορολογία, αλλά και σε αυτό το άρθρο, οι όροι "ηλεκτρομαγνητικό πεδίο" και "ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία" είναι εναλλάξιμοι. Ως κύμα, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος λ, ή τη συχνότητα f (η σχέση μεταξύ των δύο είναι αντιστρόφως ανάλογη δεδομένου ότι f x λ = c = 3x0 8 m s - ). Υπάρχει ένα ιδιαίτερα μεγάλο εύρος μηκών κύματος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ανάλογα με την πηγή που τις προκαλεί. Αυτό μπορεί να κυμαίνεται από πολύ χαμηλές συχνότητες 67

2 Γραφική παράσταση των δύο συνιστωσών απλοποιημένου ηλεκτρομαγνητικού κύματος που διαδίδεται στην κατεύθυνση του βέλους. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα με αναφορά των πιο συνηθισμένων εξωτερικών πηγών ακτινοβολίας σε ένα χώρο ή κτίριο. 3 Ένταση στο έδαφος μαγνητικού πεδίου αγωγού ηλεκτρικού ρεύματος διαφορετικών τάσεων συναρτήσει της οριζόντιας απόστασης από τον αγωγό. 4 Σχηματική παράσταση των δυναμικών γραμμών ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου γραμμής μεταφοράς ηλεκτρικής ισχύος που διέρχεται επάνω από το σπίτι. Επιταχυνόμενη κίνηση φορτίων λ: μήκος κύματος Ε: πλάτος ηλεκτρικού πεδίου Μ: πλάτος μαγνητικού πεδίου λ Αυξανόμενη συχνότητα (f) Ε Μ GHz MHz khz Hz Ακτίνες γ Ακτινοβολία ακτινών χ Μικροκύματα (Ακτινοβολία υψηλής συχνότητας) FM Ραδιοκύματα AM Ακτινοβολία χαμηλής συχνότητας m Α μm cm m km 000 km Αυξανόμενο μήκος κύματος (λ) ορατό φως π.χ. 50 Hz, σχετικά υψηλές συχνότητες της τάξης - GHz, έως τις ιδιαίτερα ψηλές συχνότητες π.χ. των ακτίνων Χ και γ. Οι συνηθέστερες πηγές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, στις οποίες ενδέχεται να εκτεθεί για μεγάλα χρονικά διαστήματα ο ανθρώπινος οργανισμός, είναι οι χαμηλόσυχνες πηγές των στοιχείων του δικτύου μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας (π.χ. αγωγοί υψηλής τάσης, σταθμοί μετασχηματισμού κτλ.) και οι σχετικά υψηλόσυχνες πηγές των στοιχείων του δικτύου ασύρματης τηλεπικοινωνίας (π.χ. κεραίες σταθμών βάσης κτλ.). Βέβαια εκτός από τις προαναφερόμενες εξωτερικές πηγές, σε ένα χώρο είναι δυνατόν να υπάρχουν και εσωτερικές πηγές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Τέτοιες είναι ορισμένες οικιακές συσκευές, όπως π.χ. συμβατικοί φούρνοι, φούρνοι μικροκυμάτων, στεγνωτήρες μαλλιών, συσκευές ηλεκτρικής θέρμανσης, οθόνες ηλεκτρονικών υπολογιστών ή και συσκευές εξειδικευμένων ιατρικών εξετάσεων όπως π.χ. συσκευές ακτίνων Χ, μαγνητικής τομογραφίας κτλ. Αυτές, οι λεγόμενες εσωτερικές πηγές, δεν αποτελούν γενικά αντικείμενο προβληματισμού, επειδή είτε η έκθεση σε αυτές είναι βραχύχρονη και περιπτωσιακή είτε η συνήθης απόσταση από αυτές είναι μεγαλύτερη από την ακτίνα διάδοσης του πεδίου είτε το πεδίο είναι εξαιρετικά μικρής έντασης. Εξαίρεση αποτελεί η περίπτωση συνεχούς παρουσίας (π.χ. λόγω επαγγέλματος) σε ισχυρά πεδία όπως π.χ. συμβαίνει με τους μηχανοδηγούς ηλεκτροκίνητων αμαξοστοιχιών ή τους τεχνικούς διαγνωστικών ιατρικών συσκευών που παράγουν πεδία. Συνέπειες Εφόσον η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προσπέσει στην ύλη, αλληλεπιδρά με αυτήν κατά τρόπο πολύπλοκο που εξαρτάται αφενός από τη συχνότητα και την ενέργεια που φέρει, αφετέρου από τον τρόπο με τον οποίο είναι δομημένη η ύλη (δηλαδή το είδος των μορίων και η διάταξή τους στο χώρο). Περιορίζοντας τη συζήτηση σε ιστούς έμβιων οργανισμών και σε ακτινοβολία συχνότητας μέχρι μερικά GHz (μη ιοντίζουσα ακτινοβολία), θα μπορούσε να ειπωθεί ότι κατά κανόνα τα πεδία από τις εξωτερικές πηγές που προαναφέρθηκαν εναποθέτουν την ενέργειά τους ως θερμότητα. Μ' αυτόν τον τρόπο αυξάνουν την κινητική ενέργεια των μορίων, δηλαδή τη θερμοκρασία του ιστού στον οποίο προσπίπτουν (αυτή η αρχή χρησιμοποιείται άλλωστε και στους φούρνους μικροκυμάτων). Εκτός όμως από τις λεγόμενες θερμικές συνέπειες, ένα μεγάλο μέρος της δημόσιας επιστημονικής συζήτησης εστιάζεται σε πιθανές μη θερμικές (π.χ. ηλεκτροστατικό δυναμικό και διαπερατότητα κυτταρικής μεμβράνης) και τις συσχετιζόμενες βιολογικές παρενέργειες. Έτσι, η εμφάνιση παιδικής λευχαιμίας εξετάζεται σε σχέση με συνθήκες μακρόχρονης παραμονής εντός μαγνητικών πεδίων χαμηλής συχνότητας (δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας) ή η εμφάνιση ψυχολογικών, νευρολογικών αλλά και σοβαρών παθολογικών διαταραχών ως προς τη μακρόχρονη παραμονή εντός μαγνητικών πεδίων υψηλής συχνότητας (δίκτυα ασύρματης τηλεπικοινωνίας). Η δημοσιευμένη επιστημονική βιβλιογραφία σ' αυτά τα θέματα είναι ογκώδης και συνίσταται στην πλειοψηφία της σε αποτελέσματα επιδημιολογικών μελετών, τα οποία αποτελούν ενδείξεις, όχι όμως και επιστημονικά τεκμηριωμένες αποδείξεις. Πάντως η αδυναμία εξεύρεσης αποδεδειγμένου μηχανισμού (λόγω ιδιάζουσων συνθηκών εμφάνισης των φαινομένων) δεν αρκεί για να αντισταθμίσει την πληθώρα των ενδείξεων και να οδηγήσει σε εφησυχασμό. Αρκετές ευρωπαϊκές χώρες έχουν προσαρμόσει τη σχετική νομοθεσία τους βάσει των αυστηρών συστάσεων που προκύπτουν από τις ερευνητικές μελέτες, αγνοώντας τις πολύ πιο επιεικείς οδηγίες διεθνών οργανισμών. 68 ΤΕΥΧΟΣ 08/0

3 Ηλεκτρομαγνητική θωράκιση χώρων Με τον όρο "ηλεκτρομαγνητική θωράκιση" εννοούνται όλες εκείνες οι ενέργειες που έχουν ως στόχο να παρεμποδίσουν τη διείσδυση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό κάποιου χώρου. Η ηλεκτρομαγνητική θωράκιση αναπτύχθηκε κυρίως στον τομέα της μικροηλεκτρονικής όπου η συνεχώς αυξανόμενη πυκνότητα αγωγών και στοιχείων (π.χ. στα ολοκληρωμένα κυκλώματα) είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση παρασιτικών σημάτων που δημιουργούσαν παρεμβολές και δυσχέραιναν τη λειτουργία. Η ηλεκτρομαγνητική θωράκιση χώρων έχει εμφανιστεί στο παρελθόν στους λεγόμενους "ανηχοϊκούς" θαλάμους, που προορίζονταν για ευαίσθητες μετρήσεις ακτινοβολίας (π.χ. χαρακτηρισμό κεραιών) και απαιτούσαν περιβάλλον πλήρως απαλλαγμένο από οποιαδήποτε άλλη μορφή σήματος. Η ανάγκη για ηλεκτρομαγνητική θωράκιση χώρων και κτιρίων υπό την ευρεία έννοια είναι κάτι σχετικά καινούριο και προφανώς δημιουργείται από την αυξανόμενη ανησυχία που προκαλούν οι υπόνοιες για τις επιβλαβείς συνέπειες της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Σχεδόν το σύνολο των δραστηριοτήτων ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης βασίζεται στον ειδικό τρόπο, με τον οποίο το ηλεκτρικό η το μαγνητικό πεδίο αλληλεπιδρά με ορισμένες κατηγορίες υλικών. Επειδή όμως ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης μεταβάλλεται με τη συχνότητα της ακτινοβολίας, αλλά και με τον τύπο του πεδίου του οποίου κατ εξοχήν είναι επιθυμητή η θωράκιση (π.χ. ηλεκτρικό ή μαγνητικό), ποικίλλουν και οι τρόποι θωράκισης. Δεν υπάρχει τρόπος θωράκισης που να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη δόμηση και να είναι αποτελεσματικός σε όλο το φάσμα των συχνοτήτων ενδιαφέροντος και για τα δύο πεδία. Ι) Ακτινοβολία χαμηλών συχνοτήτων (π.χ. 50 Ηz) Υπό συνθήκες χαμηλής συχνότητας η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπορεί να προσεγγιστεί ως δύο διακριτά μεταξύ τους πεδία, το ηλεκτρικό και το μαγνητικό. Τόσο το ηλεκτρικό, όσο και το μαγνητικό πεδίο ελαττώνονται ισχυρά όσο αυξάνεται η απόσταση από την πηγή που τα δημιουργεί. Κατά συνέπεια ο πρώτος τρόπος αποτελεσματικής και οικονομικής θωράκισης είναι η αύξηση της απόστασης από την πηγή, εφόσον κάτι τέτοιο είναι δυνατόν. Επιπροσθέτως, για τη συχνότητα ενδιαφέροντος των 50 Ηz, ο ρυθμός μείωσης δεν είναι ο ίδιος και για τα δύο πεδία, το ηλεκτρικό μειώνεται ταχύτερα από ό,τι το μαγνητικό. Το ηλεκτρικό πεδίο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας αποσβαίνεται από τα συνήθη δομικά υλικά. Ενισχυτικό ρόλο παίζουν και τα αγώγιμα στοιχεία που χρησιμοποιούνται ως οπλισμός στο εσωτερικό πολλών δομικών υλικών. Ο συνήθως γειωμένος οπλισμός του σκυροδέματος μπορεί να αναπτύξει μηχανισμούς απόσβεσης 3 4 Ένταση μαγνητικού πεδίου (μτ) ΠΙΝΑΚΑΣ : ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Πηγή Γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας Γραμμές διανομής ηλεκτρικής ενέργειας Υποσταθμοί συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας Κεραίες ραδιοφωνικών σταθμών Κεραίες τηλεοπτικών σταθμών TETRA & Σταθμοί βάσης κινητής τηλεφωνίας WiFi 30 kv Διατάξεις ραντάρ 450 kv Επίγειοι δορυφορικοί σταθμοί Απόσταση εκατέρωθεν του αγωγού (m) 50 kv kv Συχνότητα 50 Hz 50 Hz 50 Hz 87,5-08 MHz MHz MHz MHz MHz MHz 0,3-55,3 MHz MHz 3-30 GHz,, 4 GHz 7,5-30 GHz 69

4 , Υψίσυχνη ηλεκτρομαγνητική θωράκιση επαγγελματικών κόνων με εμποτισμένους κώνους πολυμερούς. ηλεκτρικού πεδίου. Έτσι, στις περισσότερες περιπτώσεις το ηλεκτρικό πεδίο εξωτερικών πηγών δεν διεισδύει στο εσωτερικό χώρων, διότι αποσβένεται επαρκώς από τα συνήθη δομικά υλικά. Στην περίπτωση των εσωτερικών πηγών η απόσβεση του ηλεκτρικού πεδίου μπορεί να γίνει από τους επιφανειακούς ιστούς του σώματος, η ηλεκτρική αγωγιμότητα των οποίων είναι επαρκής, ώστε να αναπτύξει ένα είδος προστατευτικού κελύφους (κλωβός Faraday), που εμποδίζει τη διείσδυση του πεδίου στο εσωτερικό. Για το γεγονός ότι η απόσβεση του ηλεκτρικού πεδίου επιτυγχάνεται εύκολα, οι μελέτες για τις επιπτώσεις αυτού του πεδίου στην υγεία είναι περιορισμένες και επικεντρώνονται μόνο σε ειδικές επαγγελματικές ομάδες (π.χ. μηχανοδηγούς, εναερίτες κτλ.). Συμπερασματικά, μπορεί να ειπωθεί ότι, καλώς ή κακώς, το ηλεκτρικό πεδίο της χαμηλόσυχνης ακτινοβολίας δεν βρίσκεται στο επίκεντρο της δημόσιας συζήτησης, κυρίως λόγω του γεγονότος ότι αφενός αποσβαίνεται εύκολα, αφετέρου δεν διεισδύει στο εσωτερικό του ανθρώπινου οργανισμού. Σε αντίθεση με το ηλεκτρικό πεδίο, το μαγνητικό πεδίο διαπερνά σχεδόν αναλλοίωτο τόσο τα δομικά υλικά, όσο και το ανθρώπινο σώμα. Κατά συνέπεια η θωράκιση του είναι ιδιαίτερα απαιτητική και εξειδικευμένη. Οι δυνητικές συνέπειες που αναφέρθηκαν στην προηγούμενη παράγραφο αφορούν στο συνολό τους μαγνητικό πεδίο. Στρατηγικές θωράκισης κτιρίων Γενικά, υπάρχουν δύο στρατηγικές θωράκισης κτιρίων από μαγνητικά πεδία: α)η ενεργητική και β)η παθητική. 70 ΤΕΥΧΟΣ 08/0 Ως ενεργητική εννοείται η σκόπιμη ανάπτυξη μαγνητικού πεδίου (με χρήση πηνίων ή αγώγιμων βρόχων) συνεχώς ίδιας έντασης και αντίθετης φοράς με το προσπίπτον, ώστε τελικά να επέρχεται πλήρης αλληλοεξουδετέρωση. Είναι αυτονόητο ότι σε περίπτωση αναντιστοιχίας θα εξακολουθεί να υπάρχει πεδίο και έκθεση. Αυτή η τεχνική μπορεί να εφαρμοσθεί τόσο σε υψηλές, όσο και σε χαμηλές συχνότητες (μια εφαρμογή είναι η σκόπιμη φραγή κινητών τηλεφώνων σε κτίρια). Ως παθητική εννοείται η απόσβεση του μαγνητικού πεδίου, καθώς αυτό προσπίπτει και διεισδύει σε επιφάνειες από ειδικά υλικά. Στις χαμηλές συχνότητες η παθητική απόσβεση του μαγνητικού πεδίου θεωρητικά μπορεί να επιτευχθεί με μεταλλικά υλικά είτε υψηλής μαγνητικής διαπερατότητας (π.χ. με σίδηρο) είτε υψηλής αγωγιμότητας (π.χ. με χαλκό, αλουμίνιο). Υπάρχουν όμως ορισμένες πρακτικές δυσκολίες που δυσχεραίνουν την πρακτική τους εφαρμογή. Η πρώτη αφορά στο σωστό σχεδιασμό της "μόνωσης", δεδομένου ότι απαιτείται η παρουσία σωστής γείωσης, που να απάγει τα δημιουργούμενα δινορεύματα (για αγώγιμα υλικά) ή η ύπαρξη κλειστού μαγνητικού κυκλώματος που συνεπάγεται θωράκιση με στόχο τη δημιουργία κλωβού (για μαγνητικά υλικά). Η δεύτερη αφορά στην ύπαρξη σημαντικού ποσού ανακλάσεων. Αυτό ενδέχεται να επιβαρύνει τυχόν παρακείμενους εξωτερικούς χώρους ή ακόμη και τον ίδιο το χώρο από τις ανακλάσεις των εσωτερικών πηγών. Η τρίτη, και ίσως σημαντικότερη, αφορά στην απαίτηση πάχους μερικών εκατοστών π.χ. 4-5 cm (λόγω του μεγάλου βάθους διείσδυσης που παρουσιάζει η χαμηλόσυχνη ακτινοβολία). Αν λάβει κάποιος υπόψη και την αναντιστοιχία που υπάρχει μεταξύ μεταλλικών και δομικών υλικών σε βασικές ιδιότητες όπως στη θερμική αγωγιμότητα και στο συντελεστή θερμικής διαστολής, τότε αυτού του είδους η θωράκιση επιβαρύνει απαράδεκτα τον ενεργειακό, ενδεχομένως και στατικό, σχεδιασμό κτιρίων. Ένας άλλος τρόπος θωράκισης από μαγνητικό πεδίο χαμηλόσυχνης ακτινοβολίας αποτελούν τα υλικά ορισμένων μεικτών οξειδίων του σιδήρου (φεριμαγνητικά υλικά), τα οποία είναι ήδη γνωστά από την εφαρμογή τους ως επένδυση ανηχοϊκών θαλάμων. Η λειτουργία τους στηρίζεται ακριβώς στην ύπαρξη βάθους διείσδυσης, το οποίο εκμεταλλεύονται, ώστε να αλληλεπιδράσουν και να αποσβέσουν την ακτινοβολία. Το πεδίο συχνοτήτων απόσβεσης μπορεί να μετατοπιστεί με κατάλληλο σχεδιασμό των χαρακτηριστικών του κρυστάλλου και έτσι μπορούν να βρούν εφαρμογή τόσο σε χαμηλές, όσο και σε υψηλές συχνότητες. Για ικανοποιητικά ποσοστά απορρόφησης (π.χ. >70%) το απαιτούμενο πάχος μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 4 και 0 mm. Τα πλεονεκτήματα αυτών των οξειδίων (ουσιαστικά κεραμικών υλικών) συνοψίζονται στην απουσία ανακλάσεων, στη συμβατότητά τους με τα συνήθη δομικά υλικά (θερμικοί και ηλεκτρικοί μονωτές) και στη μη ύπαρξη απαίτησης γείωσης ή κλειστού κυκλώματος. Μειονέκτημα αποτελεί το αρκετά υψηλό κόστος που περιορίζει την εφαρμογή τους σε εξειδικευμένους επαγγελματικούς χώρους. ΙΙ) Ακτινοβολία υψηλών συχνοτήτων (π.χ. - 4 GHz) Σ' αυτήν την περίπτωση δεν γίνεται διάκριση μεταξύ ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου και η

5 συζήτηση αφορά σ' ένα ενιαίο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Η απόσταση από την πηγή είναι σαφώς μεγαλύτερη του μήκους κύματος, το οποίο είναι πολύ μικρό. Εδώ το θέμα της θωράκισης είναι λιγότερο πολύπλοκο και μπορεί στη γενικότητά του να αντιμετωπιστεί με μεταλλικά υλικά υψηλής ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Η διαφορά με την περίπτωση της χαμηλόσυχνης ακτινοβολίας είναι ότι τώρα (λόγω του μικρού βάθους διείσδυσης) το πάχος της θωράκισης δεν αποτελεί κρίσιμη παράμετρο και μπορούν να χρησιμοποιηθούν υλικά μικρού πάχους. Η απαίτηση γείωσης, η ύπαρξη ανακλάσεων και τα μειονεκτήματα που προκύπτουν από τις φυσικές ιδιότητες των μετάλλων εξακολουθούν να παραμένουν. Το σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι μπορούμε να οδηγηθούμε σε τρόπους θωράκισης με μικρό κόστος. Κλασικό παράδειγμα μεταλλικής θωράκισης από υψίσυχνη ακτινοβολία αποτελεί το μεταλλικό πλέγμα (το μέγεθος των κενών του πλέγματος θα πρέπει να είναι προσαρμοσμένο στη συχνότητα της ακτινοβολίας, από την οποία είναι επιθυμητή η θωράκιση). Στο εμπόριο σήμερα κυκλοφορεί ένα αρκετά μεγάλο εύρος προϊόντων μικρού πάχους (π.χ. βαφές, επικαλύψεις, κουρτίνες κτλ.) για εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης. Πρόκειται για μονωτικά υλικά, στα οποία με κάποιο τρόπο (π.χ. κάποια πρόσμειξη μεταλλικών σωματιδίων ή νανοϊνών άνθρακα κτλ.) έχει προσδοθεί ηλεκτρική αγωγιμότητα. Σωστή τοποθέτηση αυτών των υλικών (π.χ. με γείωση) ενδέχεται να επιφέρει σημαντική μείωση της υψίσυχνης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που διεισδύει σε ένα χώρο. Συχνά οι ισχυρισμοί του εμπορίου αφήνουν σκόπιμα ασάφειες για την εφαρμογή αυτών των λύσεων και σε μαγνητικά πεδία χαμηλής συχνότητας. Τυχόν τέτοιοι ισχυρισμοί αποτελούν ανακρίβεια και βρίσκονται σε αντίθεση με τη φυσική του φαινομένου. Όπως προαναφέρθηκε, εκτός από τα μέταλλα, τα φεριμαγνητικά μεικτά οξείδια του σιδήρου (π.χ. με οξείδιο του νικελίου) είναι επίσης σε θέση να επιφέρουν υψίσυχνη θωράκιση. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα είναι τα ίδια με αυτά που αναφέρθηκαν σε προηγούμενη παράγραφο. Μια γενική διαφορά μεταξύ υψίσυχνης και χαμηλόσυχνης θωράκισης είναι ότι λόγω του μικρού μήκους κύματος η πρώτη είναι αρκετά ευαίσθητη σε κενά και ασυνέχειες της επιφάνειας, που μπορεί να αποτελέσουν σημεία διαρροής της επένδυσης. Π.χ. στην περίπτωση φεριμαγνητικών πλακιδίων η παρουσία ενδιάμεσου αρμού και κενών μπορεί να επιτραπεί μόνο στην περίπτωση χαμηλόσυχνης θωράκισης. Τέλος, αξίζει να αναφερθεί ένας οικονομικός τρόπος υψίσυχνης συχνότητας που αφενός στηρίζεται στην αγωγιμότητα της επένδυσης, αφετέρου δεν παρουσιάζει ανακλάσεις. Πρόκειται για εσωτερική επένδυση που αποτελείται από κώνους φθηνού πολυμερούς υλικού, εμποτισμένου συνήθως με άνθρακα, ώστε να παρουσιάζει ΤΥΠΙΚΗ ΕΠΙΒΑΡΥΝΣΗ ΑΠΟ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΚΤΥΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΔΟΤΗΣΗΣ Πηγή Θέση Μαγνητικό πεδίο (mg) Γραμμή διανομής Ακριβώς από κάτω - 30 Υποσταθμός Στην περίφραξη του υποσταθμού - 8 Γραμμή μεταφοράς Ακριβώς κάτω από τη γραμμή 0-00 ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Τυπικές τιμές πεδίου Συσκευή Συχνότητα για τη συνήθη απόσταση χρήσης (0-60 cm) (mg) Ηλεκτρική κουζίνα 50 Hz 30 - Ψυγείο 50 Hz 5 - Τηλεόραση 50 Hz - 0, Πλυντήριο ρούχων 50 Hz 3 - Ηλεκτρική σκούπα 50 Hz 0 - Ηλεκτρικό σίδερο 50 Hz 3 -, Στεγνωτήρας μαλλιών 50 Hz 70-0 Ανεμιστήρας 50 Hz 4-0,3 Λάμπα φθορισμού 50 Hz 0 - Υπολογιστής 50 Hz 0 - Φούρνος μικροκυμάτων,450 MHz 5-0,5 Βάση ασύρματου τηλεφώνου 880 MHz 0, (στα 50 cm) 7

6 Η ηλεκτρομαγνητική "θωράκιση" έχει ως στόχο να παρεμποδίσει τη διείσδυση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό κάποιου χώρου. αγωγιμότητα. Η ανακλώμενη ακτινοβολία από την αγώγιμη επιφάνεια εγκλωβίζεται μέσω τυχαίων και διαδοχικών πολλαπλών ανακλάσεων στη δαιδαλώδη δομή των κωνικών προεκτάσεων και τελικά αποσβένεται, χωρίς να επιστρέψει στον χώρο. Είναι προφανές ότι αυτή η μέθοδος ενδείκνυται μόνο για καθαρά επαγγελματικούς χώρους, δεδομένου ότι η εσωτερική επιφάνεια αποκλείεται από οποιαδήποτε άλλη χρήση. Το μέγεθος των κόνων αυξάνεται όσο μειώνεται η συχνότητα και είναι πιθανόν να φθάσει και τα 0 cm για συχνότητες της τάξης των μερικών GHz. Μέτρηση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας Οποιαδήποτε απόφαση περί θωράκισης ή μη κάποιου χώρου προϋποθέτει γνώση των επιπέδων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η γνώση των επιπέδων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας προϋποθέτει με τη σειρά της τη διενέργεια μετρήσεων. Το καθαρά τεχνικό μέρος του τρόπου διενέργειας μετρήσεων είναι αποσαφηνισμένο με κάθε λεπτομέρεια και αποτυπωμένο σε κωδικοποιημένα πρωτόκολλα. Τέτοια είναι τα πρωτόκολλα ΕΝ 6566:999, "Μετρήσεις της έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία ραδιοσυχνότητας - Ένταση πεδίου στην περιοχή συχνοτήτων 00 khz έως GHz", καθώς επίσης και CEPT ECC/REC/(0)04, "Measuring non-ionising electromagnetic radiation 9 khz GHz". Παρ' όλα αυτά, οι μετρήσεις θα πρέπει να διενεργούνται από εξειδικευμένο προσωπικό και με πιστοποιημένα ως προς την ακρίβεια και λειτουργία τους όργανα. Στη χώρα μας υπάρχουν διάφοροι οργανισμοί, οι οποίοι είναι σε θέση να παράσχουν αξιόπιστες μετρήσεις (π.χ. Α.Π.Θ., Ε.Μ.Π., ΕΚΕΤΑ, ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ κ.ά.). Αξίζει να σημειωθεί η δραστηριότητα του προγράμματος "ΕΡΜΗΣ" (www. hermes.physics.auth.gr), το οποίο μετράει τα επίπεδα υψίσυχνης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας επί 4- ώρου βάσεως σε πολλούς σταθμούς εγκατεστημένους σε διάφορα σημεία όλης της χώρας. Ίσως από την άποψη των χώρων και των κτιρίων μεγαλύτερο ενδιαφέρον να παρουσιάζει ο τρόπος προσδιορισμού των δυναμικών γραμμών και της κατευθυντικότητας του πεδίου, δηλαδή ο εντοπισμός της σχετικής βαρύτητας κάθε επιφάνειας στη μετρούμενη τιμή στο εσωτερικό κάποιου χώρου. Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, αυτό δεν εξαρτάται μόνο από την ένταση της πηγής και την απόσταση του χώρου από αυτήν αλλά και από το σχετικό προσανατολισμό τους ή ακόμη και από τη διαμόρφωση του περιβάλλοντος χώρου. Η σωστή αντιμετώπιση του θέματος απαιτεί εκτός από εστιασμένες μετρήσεις, τη χρήση προηγμένων μοντέλων και υπολογιστικών εργαλείων και θα πρέπει να αποτελέσει αντικείμενο επιστημονικής συζήτησης και προβληματισμού. g ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΠΗΓΕΣ Γενικά - Προδιαγραφές - Συνέπειες J. Kraus, Ηλεκτρομαγνητισμός, κεφάλαιο 0, Χρονικά μεταβαλλόμενα πεδία, κεφάλαιο 5, Κεραίες και ακτινοβολία, Α. Τζιόλα Ε., Θεσσαλονίκη, 993. ICNIRP, Guidelines for limiting exposure to timevarying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz), Documents of the Health Physics Society, vol. 74, 998, p.494 (International Commission on Non- Ionizing Radiation Protection). IEEE C95., Safety levels with respect to human exposure to radio frequency electromagnetic fields, 3 khz to 300 GHz, IEEE, Piscataway, NJ, 99. NRPB, Review of the scientific evidence for limiting exposure to electromagnetic fields (0-300 GHz), Documents of the NRPB, 5 (3), Oxford, 004 (National Radio-protection board, U.K) IEGEMF Resent research on EMF and health risks, Third annual report from SSI s independent expert group on electromagnetic fields. Statens stralskyddsinstitut, Stockholm, 005 (Swedish national committee on radiation protection). Θωράκιση D. D. L. Chung, O. I. Fisun, A. N. Goltsov, V. N. Kadantsev, Y. K. Alexandrov. Materials for biological safety through electromagnetic shielding, Carbon, 003, p. 53. D. A. Olivero, D. W. Radford, A multiple protection approach to EMI shielding composites incorporating conductive fillers, J. Reinforced Plastics & Composites, 7(8), 998, p V. Zaspalis, R. Mauczok, J. Pankert, "Magnetodielectric ceramic composite material, method of manufacturing the same, application and a multifunctional component", World Patent WO 95/ Μετρήσεις IEEE C95.3, Recommended practice for the measurement of potentially hazardous electromagnetic fields - Rf and microwave, IEEE, Piscataway, NJ, 995. IEC , Ed.., Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test, 00. ΣΧΕΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΔΗΜΟΣΙΕΥΤΕΙ ΣΤΑ ΤΕΥΧΗ ''ΚΤΙΡΙΟ'' Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις στα κτίρια: κίνδυνοι, μέθοδοι & μέτρα προστασίας. Τεύχος 4, σελ. 4 ΣΧΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΝΑ ΒΡΕΙΤΕ ΣΤΗΝ ΕΙΔΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ Υ - ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ 0 Επιλογές δομικών υλικών ή επισκεφθείτε το 7 ΤΕΥΧΟΣ 08/0