Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών:

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών, της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών: ΝΤΑΡΛΑ ΟΡΕΣΤΗ Αριθμός Μητρώου: 6813 Θέμα: ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ Επιβλέπουσα: ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΠΥΡΓΙΩΤΗ Επίκουρη Καθηγήτρια Πάτρα:

2 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιστοποιείται ότι η διπλωματική εργασία με θέμα: «ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ» του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΝΤΑΡΛΑ ΟΡΕΣΤΗ Α.Μ.: 6813 Παρουσιάστηκε δημόσια και εξετάσθηκε στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών στις / / Η επιβλέπουσα: Ο Διευθυντής του Τομέα: Ελευθερία Πυργιώτη Επίκουρη Καθηγήτρια Αντώνιος Αλεξανδρίδης Καθηγητής

3 Ευχαριστίες: Θα ήθελα να ευχαριστήσω την καθηγήτρια κα Ελευθερία Πυργιώτη για την καθοδήγηση και τις συμβουλές της κατά την εκπόνηση της παρούσας εργασίας. Ακόμα, ένα μεγάλο «ευχαριστώ» στους φίλους και την οικογένειά μου που με στήριξαν και με στηρίζουν σε κάθε μου βήμα.

4 Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: Τίτλος: Μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικών πεδίων σε βιομηχανικές συχνότητες. Φοιτητής: Ορέστης Ντάρλας Επιβλέπουσα: Ελευθερία Πυργιώτη ΠΕΡΙΛΗΨΗ Οι ολοένα αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις των σημερινών κοινωνιών και το γεγονός ότι οι ηλεκτρικές συσκευές και εξοπλισμός έχουν γίνει αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητάς μας, έχει οδηγήσει στην αναγωγή του ηλεκτρισμού σε κοινωνικό αγαθό. Παρόλα αυτά, η υπερβολική του χρήση έχει προκαλέσει έντονες ανησυχίες στο κοινό, όσον αφορά τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που εκπέμπονται λόγω του εναλλασσόμενου ρεύματος. Η παρούσα εργασία αποσκοπεί να ξεδιαλύνει το «θολό τοπίο» γύρω από τις επιδράσεις των χαμηλόσυχνων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων (δηλαδή τα εκπεμπόμενα πεδία από τις εγκαταστάσεις ηλεκτρικής ενέργειας και τις ηλεκτρικές συσκευές) στην ανθρώπινη υγεία κι έτσι να συνεισφέρει ως ένα βαθμό στην άρση των ανησυχιών του κοινού και των επιπτώσεων που αυτές συνεπάγονται. Ειδικότερα, η εργασία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής: Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια θεωρητική αναφορά στις βασικές έννοιες της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Προσδιορίζονται οι επιβλαβείς ακτινοβολίες για την υγεία καθώς επίσης και οι ιδιότητες των χαμηλόσυχνων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Ακόμη, παρουσιάζονται οι κανονισμοί προστασίας και τα όρια έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία, τόσο στην Ευρώπη, όσο και στην Ελλάδα. Στο Κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλυτικά οι διαφορετικές πηγές χαμηλόσυχνων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και γίνεται σύγκριση των πεδιακών εντάσεων στο περιβάλλον τους. Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται λόγος για τη βιολογική επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Παρουσιάζονται οι επιδράσεις τους στην ανθρώπινη υγεία και οι δράσεις που λαμβάνουν χώρα τόσο για τη μελέτη αυτών των επιδράσεων, όσο και για την προστασία του κοινού. Στο Κεφάλαιο 4 γίνεται ανασκόπηση του προτύπου λήψης μετρήσεων που ακολουθήθηκε. Εξετάζεται το πρότυπο ΙΕC για μέτρηση χαμηλόσυχνων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και αναφέρονται κάποια χαρακτηριστικά του προτύπου EN για μέτρηση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων όλων των συχνοτήτων. Στο Κεφάλαιο 5 περιγράφεται ο σκοπός και ο εξοπλισμός των μετρήσεων. Παρατίθενται τα αποτελέσματα των μετρήσεων συνοδευόμενα με διαγράμματα και σχόλια επί της μεταβολής της μαγνητικής επαγωγής στο περιβάλλον σχολικών συγκροτημάτων. Τέλος συνοψίζονται τα συμπεράσματα που εξάγονται με βάση όσα εξετάστηκαν στην παρούσα εργασία. Σύμφωνα με αυτά δεν πρέπει να υπάρχει κανένας λόγος ανησυχίας για την επίδραση των χαμηλόσυχνων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην ανθρώπινη υγεία, καθώς τηρούνται όλοι οι κανονισμοί, οι οποίοι εμπεριέχουν μεγάλους συντελεστές ασφαλείας. i

5 TITLE: Measurements of electromagnetic fields at industrial frequencies ABSTRACT The ever-increasing energy demands of today's society and the fact that electrical appliances and equipment have become an integral part of our daily lives has led to the deduction of electricity into social good. However, its excessive use has caused great concern to the public, regarding to electromagnetic fields emissions because of the AC current. This essay aims to unravel the "misty area" around the effects of low frequency electromagnetic fields (i.e. fields emitted from power systems and electrical appliances) to human health and thus contribute to some extent to the disentanglement of public preoccupations and the consequences arising therefrom. In particular, this essay can be summarized as follows: In Chapter 1 there is a theoretical report in the basic concepts of electromagnetic radiation. Harmful radiation as well as the properties of low frequency electromagnetic fields is identified. Moreover, protection regulations and limits on exposure to electromagnetic fields are presented, both in Europe and in Greece. In Chapter different sources of low frequency electromagnetic fields are presented and the fields intensities in their environment are compared. Chapter 3 talks about the biological effects of electromagnetic fields. It also presents the effects on human health and the actions that take place for the study of these effects, and for the public s protection. Chapter 4 gives an overview of the pattern of taking measurements that was followed. The IEC standard for measuring low frequency electromagnetic fields is examined and some features of the standard EN for measuring electromagnetic fields of all frequencies are presented. Chapter 5 describes the measurements purpose and equipment. The measurements results are given, which are accompanied by charts and comments about the change of the magnetic induction around school buildings. Finally, the conclusions based on this essay s data are summed up, according to which, there should be no reason for public concern about the effect of low frequency electromagnetic fields on human health, since compliance with all special regulations, which contain large safety factors, is being performed. ii

6 Περιεχόμενα Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Πρόλογος Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα Ιοντίζουσα και Μη Ιοντίζουσα Ακτινοβολία Χαρακτηρισμός της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας με Κριτήριο τη Συχνότητα Χαμηλόσυχνα Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Βασικές Ιδιότητες των Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Ιδιότητες των Χαμηλόσυχνων Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Κανονισμοί Προστασίας Έναντι των Ηλεκτρικών και Μαγνητικών Πεδίων Γενικές Παρατηρήσεις Ιστορική Αναδρομή Πρότυπα και Όρια Έκθεσης Πρότυπα και Όρια Έκθεσης στην Ελλάδα Κεφάλαιο : Πηγές Χαμηλόσυχνων Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων και Παραδείγματα Δίκτυα Μεταφοράς και Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας Τμήματα Δικτύου Μεταφοράς και Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας Ενδεικτικές Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων στο Δίκτυο Μεταφοράς και Διανομής.... Ενδεικτικές Μαγνητικές Επαγωγές Συσκευών Σύγκριση των Πεδιακών Εντάσεων στο Περιβάλλον Διάφορων Πηγών Κεφάλαιο 3: Βιολογική Επίδραση των Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Βιολογικές Επιδράσεις και Επιδράσεις στην Υγεία Εκτεταμένες Ανησυχίες για την Υγεία Το Διεθνές Πρόγραμμα για τα Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Εργασίες και Μελέτες πάνω στην Επίδραση της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας Συμπεράσματα από την Επιστημονική Έρευνα Επιδράσεις στην Υγεία Επιδράσεις στη Γενική Κατάσταση της Υγείας iii

7 3.3. Επιδράσεις στην Έκβαση της Εγκυμοσύνης Καταρράκτης Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία και Καρκίνος Υπερευαισθησία στα Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία και Κατάθλιψη Η Έμφαση της Τρέχουσας και της Μελλοντικής Έρευνας Πρόοδος της Έρευνας Δυσκολίες στον Αποκλεισμό της Πιθανότητας πολύ μικρών Ρίσκων Τι Επιφυλάσσει το Μέλλον; Επιπτώσεις από τις Εκτεταμένες Ανησυχίες του Κοινού Μέτρα για τον Προληπτικό Περιορισμό της Ανθρώπινης Έκθεσης σε ΗΜΠ Κεφάλαιο 4 : Ανασκόπηση Προτύπων για Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Σκοπός Γενικές Παρατηρήσεις Ορισμοί Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Εξοπλισμός Έκθεση Μετρήσεις Λοιποί Ορισμοί Βαθμονόμηση Εισαγωγή Τεχνικές Βαθμονόμησης Εύρος Βαθμονόμησης Αβεβαιότητα Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Γενικές Παρατηρήσεις Εξοπλισμός Μετρήσεων Όργανα Μέτρησης Aνιχνευτήρες Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Πτυχές κατά τη Μέτρηση Εκτέλεση Μετρήσεων Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων(ELF) Εισαγωγή Οδηγίες πριν τις Μετρήσεις iv

8 4.7.3 Προκαταρκτική Σάρωση Λεπτομερής Μέτρηση Διαδικασίες Μέτρησης για την Εύρεση του Μέγιστου Επιπέδου Έκθεσης σε Ηλεκτρικό Πεδίο Διαδικασίες Μέτρησης για την Εύρεση του Μέγιστου Επιπέδου Έκθεσης σε Μαγνητικό Πεδίο Αναλυτικά Μοντέλα για την Επικύρωση των Μεθόδων Υπολογισμού Χαμηλόσυχνων ΗΜΠ χωρίς Διαταραχές Ηλεκτρικό Πεδίο Μαγνητικό Πεδίο Έκθεση Αξιολόγησης Γενικά Στοιχεία που πρέπει να Καταγράφονται στην Έκθεση Αξιολόγησης Κεφάλαιο 5: Μετρήσεις Σκοπός των Μετρήσεων Εξοπλισμός Μέτρησης Μαγνητικού Πεδίου Αποτελέσματα των Μετρήσεων ο Δημοτικό Σχολείο Πατρών (Αγίας Σοφίας 37) ο και 6 ο Γυμνάσιο Πατρών (Έλληνος Στρατιώτου και Αγίας Σοφίας) ο Νηπιαγωγείο Πατρών (Ναυμαχίας Έλλης 89) ο Γυμνάσιο Πατρών (Θερμοπυλών και Ανθεμίου) ο,58 ο,66 ο Δημοτικό και 6 ο και 8 ο Νηπιαγωγείο Πατρών (Δοϊράνης 36 και Κύπρου) ο Δημοτικό Πατρών (Αμερικής 8) ο Νηπιαγωγείο Πατρών (Αθηνών 77) ο Δημοτικό Κάτω Αχαΐας ο Δημοτικό και 3 ο Νηπιαγωγείο Κάτω Αχαΐας (Αγ. Τριάδος 5) Γυμνάσιο Κάτω Αχαΐας (Τέρμα 5ης Μαρτίου) Επαγγελματικό Λύκειο Κάτω Αχαΐας (Τέρμα Εθνικής Αντίστασης) Ενιαίο Λύκειο Κάτω Αχαΐας (Τέρμα Αριστοτέλους) Διαγράμματα Μεταβολής της Μαγνητικής Επαγωγής η Περίπτωση η Περίπτωση η Περίπτωση η Περίπτωση v

9 η Περίπτωση Συμπεράσματα Βιβλιογραφία vi

10 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή 1.1 Πρόλογος Ανέκαθεν στην ιστορία της ανθρωπότητας γίνονταν προσπάθειες ελέγχου και αξιοποίησης των διαφόρων μορφών ενέργειας. Όλες αυτές οι προσπάθειες έφτασαν στην κορύφωσή τους με τη χρήση του ηλεκτρισμού. Από την αρχαιότητα λάμβαναν χώρα ηλεκτρικά φαινόμενα στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων με φυσικό τρόπο. Ωστόσο, μόλις το 19 ο αιώνα επινοήθηκε από τον άνθρωπο η μαζική παραγωγή ηλεκτρισμού με την εκμετάλλευση και μετατροπή άλλων μορφών ενέργειας σε ηλεκτρική. Ο ηλεκτρισμός και οι πολλαπλές εφαρμογές του έχουν συντελέσει στην άνοδο του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων και στην κατακόρυφη αύξηση της αποδοτικότητας όλων των τομέων παραγωγής της βιομηχανίας. Το μεγάλο πλεονέκτημα της ηλεκτρικής ενέργειας είναι το γεγονός ότι μπορούν να παραχθούν μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικού ρεύματος σε κάποιες θέσεις (σταθμοί παραγωγής) και στη συνέχεια, αυτό το ηλεκτρικό ρεύμα έχει τη δυνατότητα να διανύσει μεγάλες αποστάσεις, ώστε να εξυπηρετήσει οποιοδήποτε καταναλωτή, μέσω των δικτύων μεταφοράς και διανομής καθώς επίσης και των υποσταθμών διασύνδεσής τους. Καθώς οι κοινωνίες αναπτύσσονται, είναι λογικό να αυξάνονται και οι ενεργειακές απαιτήσεις τους (ιδιαίτερα των βιομηχανικών χωρών). Ας μην ξεχνάμε ότι ηλεκτρικές συσκευές και εξοπλισμός γίνονται αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητάς μας: προσωπικοί υπολογιστές, κλιματιστικά, διάφορες οικιακές συσκευές κλπ. Άμεση συνέπεια αυτών των γεγονότων είναι η ραγδαία εξάπλωση των δικτύων μεταφοράς και διανομής, τα οποία καλύπτουν όλο και μεγαλύτερες εκτάσεις. Από τα παραπάνω, μπορεί να σκεφτεί κανείς πως ο ηλεκτρισμός τη σήμερον ημέρα έχει αναχθεί σε ένα στοιχειώδες κοινωνικό αγαθό, το οποίο συμβάλλει καθοριστικά στη βελτίωση της ποιότητας ζωής μας. Παρόλα αυτά, η υπερβολική του χρήση, έχει προκαλέσει έντονες ανησυχίες στο κοινό (πέραν της ηλεκτροπληξίας) όσον αφορά τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που εκπέμπονται, λόγω του εναλλασσόμενου ρεύματος. Είναι γεγονός πως στο περιβάλλον κάθε ηλεκτροφόρου στοιχείου το οποίο διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα (πχ οικιακές συσκευές, γραμμές μεταφοράς) παράγεται τόσο ένα ηλεκτρικό, όσο και ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτά τα δύο πεδία μεταβάλλονται χρονικά με τη συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος ( 50 Hz για την Ελλάδα και τις περισσότερες χώρες και 60 Hz για τις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά). Βέβαια τα πεδία αυτά εξασθενούν εκθετικά μέχρι το μηδενισμό τους, καθώς απομακρυνόμαστε από την πηγή τους. Τελειώνοντας την εισαγωγή, πρέπει να τονιστεί πως το γεγονός ότι ζούμε περιστοιχιζόμενοι από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία δεν πρέπει να μας τρομάζει, καθώς είναι πλέον ένα αναπόσπαστο κομμάτι της ζωής μας και μπορεί να είναι είτε φυσικά (η μαγνητική επαγωγή που ασκείται από τη Γη κυμαίνεται περίπου μεταξύ 30 και 60 μτ, ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος), είτε τεχνητά (προερχόμενα πεδία από ανθρώπινες δραστηριότητες). 1

11 1. Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία [1] Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι η διάδοση ενέργειας στο χώρο με ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, τα οποία μεταβάλλονται χρονικά. Η ταχύτητα διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο κενό είναι μια παγκόσμια σταθερά c, γνωστή ως ταχύτητα του φωτός. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, μιας και είναι κύμα, μπορεί να χαρακτηριστεί από τη συχνότητα με την οποία μεταβάλλεται χρονικά ή από το μήκος κύματός της. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα παρουσιάζουν τις ιδιότητες που έχουν και τα άλλα κύματα, δηλαδή ανάκλαση, διάθλαση, περίθλαση, συμβολή και, επειδή είναι εγκάρσια κύματα (δηλαδή η ταλάντωσή τους γίνεται κάθετα προς τη διεύθυνση διάδοσής τους), πόλωση. Σχήμα 1.1: Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα[] 1..1 Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα [1,3] Η ταξινόμηση της ακτινοβολίας ως προς τα μήκη κύματος ή τη συχνότητα καλείται ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και φαίνεται παρακάτω.

12 Σχήμα 1. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Να σημειωθεί ότι δεν υπάρχουν σαφείς διαχωριστικές γραμμές ανάμεσα στις διάφορες συχνότητες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος [4] Το φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας αποτελείται από κύματα που στην πλειονότητα τους είναι αόρατα. Μόνο ένα μικρό μέρος της ακτινοβολίας αυτής μπορεί να εντοπισθεί από το ανθρώπινο μάτι και αποτελεί το ορατό φως. Τα κυριότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι: Το μήκος κύματος (m) Η συχνότητα (Hz) Η ενέργεια που μεταφέρουν (ev) Το μήκος κύματος συνδέεται άμεσα με τη συχνότητα (c=λf) καθώς όσο πιο μικρό είναι το μήκος κύματος, τόσο πιο υψηλή είναι η συχνότητα. Όσον αφορά την ενέργεια που μεταφέρεται, αυτή σχετίζεται με τη συχνότητα από την σχέση Ε=hf, όπου h η σταθερά του Planck. Όταν, λοιπόν, η κβαντική ενέργεια είναι μεγάλη (και άρα μιλάμε για κύμα υψηλής συχνότητας), τότε σπάζουν οι δεσμοί μεταξύ των μορίων. Το γεγονός αυτό είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο γιατί προκαλούνται αλλοιώσεις του γενετικού κώδικα του DNA με αποτέλεσμα την πρόκληση καρκίνου και άλλων σοβαρών ασθενειών. Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μεταφέρουν ενέργεια από μια πηγή προς ένα δέκτη, όπως συμβαίνει και με τα κύματα της μηχανικής, Αντίθετα όμως προς τα κύματα της μηχανικής, τα ηλεκτρομαγνητικά δε χρειάζονται υλικό μέσο για τη διάδοσή τους. Μέσα στο φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας εντάσσονται τα εξής: Κύματα ηλεκτρικού ρεύματος Τα κύματα ηλεκτρικού ρεύματος διαδίδονται συνήθως μέσα σε γραμμές μεταφοράς, όπως είναι τα παράλληλα ή τα ομοαξονικά καλώδια. Οι γραμμές 3

13 μεταφοράς είναι αναγκαίες για τη μεταφορά της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας υψηλών συχνοτήτων, από μια γεννήτρια τέτοιων συχνοτήτων μέχρι ένα φόρτο, πχ μια κεραία. Τα προερχόμενα από το ηλεκτρικό ρεύμα ηλεκτρομαγνητικά πεδία με συχνότητα 50 Hz για την Ευρώπη και 60 Hz για την Αμερική ανήκουν στην περιοχή των εξαιρετικά χαμηλών συχνοτήτων (ELF),το εύρος των οποίων κυμαίνεται από μερικά Hz έως 300 Hz. Ραδιοκύματα Τα ραδιοκύματα διαδίδονται συνήθως στο χώρο χωρίς καλώδια, παράγονται όμως και ανιχνεύονται από ηλεκτρικά κυκλώματα. Οι διαταραχές αυτές έχουν σχετικά χαμηλές συχνότητες (και κατά συνέπεια μεγάλα μήκη κύματος). Στο κενό ή μέσα σε ένα ομογενές υλικό, τα ραδιοκύματα διαδίδονται ευθύγραμμα και, εξαιτίας της καμπυλότητας της Γης, δε θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για άμεσες επικοινωνίες σε μεγάλες αποστάσεις. Η ανακάλυψη όμως της ιονόσφαιρας άλλαξε εντελώς τα δεδομένα και έτσι με πρωτοπόρο το Μαρκόνι τα ραδιοκύματα άρχισαν να χρησιμοποιούνται για ασύρματη επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων. Μικροκύματα Μικροκύματα είναι τα ραδιοκύματα εκείνα των οποίων η συχνότητα κυμαίνεται από 10 9 έως 3x10 11 Hz.Τα μικρά τους μήκη κύματος (αντιστρόφως ανάλογα των συχνοτήτων) δίνουν τη δυνατότητα κατασκευής διατάξεων μικρών διαστάσεων και κεραιών υψηλής κατευθυντικότητας με ηλεκτρικά δίπολα μικρού σχετικά μεγέθους. Με τον τρόπο αυτό γίνεται δυνατή η κατασκευή ραδιοεντοπιστών (ραντάρ), που αποτελούν μια εφαρμογή των μικροκυμάτων ανάλογη προς τον ηχοεντοπισμό που χρησιμοποιείται στη ναυσιπλοΐα. Πάλι λόγω του μικρού μήκους κύματος, τα μικροκύματα εξασφαλίζουν καλύτερη διακριτική ικανότητα καθώς και ακριβέστερες πληροφορίες σχετικά με τα αντικείμενα από τα οποία ανακλώνται, σε σχέση με ακτινοβολίες μεγαλύτερου μήκους κύματος. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην πρόγνωση του καιρού (ανιχνεύουν τη βροχή ανακλώμενα στα σταγονίδια νερού) και για τη χαρτογράφηση μετεωρολογικών διαταραχών. Το ραντάρ χρησιμοποιείται ιδιαίτερα στην αεροναυτιλία. Τέλος, δεν πρέπει να παραληφθεί πως οι συσκευές μικροκυμάτων αποτελούν ένα πολύ σημαντικό εργαλείο στη διερεύνηση των ιδιοτήτων της ύλης. Υπέρυθρη ακτινοβολία Η υπέρυθρη ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από μήκη κύματος μικρότερα από 1 mm μέχρι το μέγιστο μήκος κύματος της ορατής ακτινοβολίας, που είναι 7,5x10-5 cm περίπου. Η περιοχή αυτή, γνωστή και ως ακτινοβολούμενη θερμότητα, ανακαλύφθηκε από τον Άγγλο Sir William Herschel το Η υπέρυθρη ακτινοβολία απορροφάται εύκολα από πολλά υλικά, με αποτέλεσμα να τα ζεσταίνει όταν πέφτει πάνω τους. Η ακτινοβολία αυτή, επειδή είναι πιο διεισδυτική από το ορατό φως, χρησιμοποιείται σε πληθώρα πρακτικών εφαρμογών, που περιλαμβάνουν από θεραπευτικές μεθόδους μέχρι στρατιωτικούς σκοπούς. 4

14 Ορατό φως Το ορατό φως αποτελεί το πιο γνωστό τμήμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και μπορεί να ορισθεί ως η περιοχή εκείνη του φάσματος στην οποία είναι ευαίσθητο το μάτι. Η περιοχή αυτή εκτείνεται από το ερυθρό μέχρι το ιώδες και είναι σχετικά στενή, αφού τα αντίστοιχα μήκη κύματος είναι (κατά προσέγγιση) 7,5x10-5 και 4x10-5 cm.η ορατή ακτινοβολία παράγεται με φωταύγεια (φθορισμό ή φωσφορισμό) και από τα θερμά στερεά. Υπεριώδης ακτινοβολία Η περιοχή της υπεριώδους ακτινοβολίας γειτονεύει με τα χαμηλά μήκη κύματος του ορατού φάσματος. Η UV ακτινοβολία, όπως καλείται αλλιώς η υπεριώδης ακτινοβολία, μπορεί να παραχθεί από τον ήλιο, τα μαύρα φώτα, την οξυγονοκόλληση και τα UV laser. Η υπεριώδης ακτινοβολία μικρού μήκους κύματος απορροφάται από τη γήινη ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα να προφυλάσσεται η ζωή στην επιφάνεια της γης. Αντίθετα οι μεγάλου μήκους UV ακτινοβολίες θα πρεπε να αποφεύγονται καθώς μπορεί να αποβούν επικίνδυνες για την υγεία μας. Ακτίνες Χ Οι ακτίνες αυτές ανακαλύφθηκαν λόγω του φθορισμού που παράγουν, το πιο σημαντικό τους όμως χαρακτηριστικό ήταν η μεγάλη τους διεισδυτική ικανότητα. Πολλά υλικά που είναι εντελώς αδιαφανή στο ορατό φώς και στο υπεριώδες, είναι διαφανή στις ακτίνες Χ. Οι ακτίνες Χ οδήγησαν στην ανακάλυψη της ραδιενέργειας και άνοιξαν νέα σημαντικά πεδία στο χώρο της επιστήμης. Χοντρικά τα μήκη κύματός τους κυμαίνονται από 10-7 έως cm. Ακτίνες γ Εκτός από τις ακτίνες Χ υπάρχουν και άλλες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες υψηλής συχνότητας που λέγονται ακτίνες γ. Οι ακτίνες γ είναι εκείνες οι ραδιενεργές ακτίνες που δεν επηρεάζονται από μαγνητικό πεδίο, σε αντίθεση με τα σωματίδια α και β. Οι ακτίνες γ είναι περισσότερο διεισδυτικές από τα άλλα σωματίδια που εκπέμπονται από τα ραδιενεργά υλικά και πιο διεισδυτικές από κάθε άλλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεγαλύτερου μήκους κύματος. 1.. Ιοντίζουσα και Μη Ιοντίζουσα Ακτινοβολία [5,6] Όλες οι παραπάνω ακτινοβολίες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος εντάσσονται σε δυο κατηγορίες. Έτσι λοιπόν η ακτινοβολία με συχνότητα μεγαλύτερη των x10 15 Hz (υπεριώδης ακτινοβολία, ακτίνες Χ, ακτίνες γ) καλείται ιοντίζουσα, διότι η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν τα ΗΜΠ των συχνοτήτων αυτών συναντούν τον ανθρώπινο οργανισμό, έχει τη δυνατότητα να προκαλέσει ιονισμό με το φαινόμενο της διάρρηξης χημικών δεσμών. Οι κίνδυνοι και οι βλαπτικές επιδράσεις της ιοντίζουσας ακτινοβολίας έχουν μελετηθεί διεξοδικά και είναι γνωστοί εδώ και πολλά χρόνια. Αντίθετα, για τη μη ιοντίζουσα ακτινοβολία εγείρονται προβληματισμοί όσον αφορά τις επιπτώσεις της στην 5

15 ανθρώπινη υγεία (πέραν των θερμικών επιδράσεων σε συχνότητες μεγαλύτερες του 1 MHz), παρότι έχει εκπονηθεί μεγάλος αριθμός μελετών. Στο σχήμα 1. μπορούμε να δούμε πιο καθαρά ποιες ακτινοβολίες είναι ιοντίζουσες και ποιες όχι. Παρατηρούμε επίσης πως η ακτινοβολία γίνεται όλο και πιο επικίνδυνη καθώς αυξάνεται η συχνότητά της (ή αντίστοιχα μικραίνει το μήκος κύματός της) Χαρακτηρισμός της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας με Κριτήριο τη Συχνότητα Στον πιο κάτω πίνακα βλέπουμε πως η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χαρακτηρίζεται πολλές φορές βάσει της συχνότητάς της. Επιπλέον, ο πίνακας εμπεριέχει συνοπτικά και τις εφαρμογές της εκάστοτε ακτινοβολίας, καθιστώντας έτσι γνωστό ότι ακτινοβολίες όλων των συχνοτήτων, από τις πιο ακίνδυνες μέχρι τις πιο επικίνδυνες, εκπέμπονται σε καθημερινές μας δραστηριότητες. Πίνακας 1.1 Μπάντα και εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας [7] Όπως φαίνεται στον πίνακα, οι εκπομπές ηλεκτρομαγνητικού πεδίου βιομηχανικών συχνοτήτων (50 Hz) που θα εξεταστούν σε αυτή τη διπλωματική εργασία χαρακτηρίζονται ως εκπομπές λίαν χαμηλών συχνοτήτων (SLF). Εναλλακτικά, αυτή η κατηγορία συχνοτήτων καλείται εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες (ELF). 6

16 1.3 Χαμηλόσυχνα Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία [8] Τα εξαιρετικά χαμηλόσυχνα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία ( Hz) είναι ένα μικρό τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που καλύπτει όλες τις συχνότητες των ΗΜΠ που παράγονται από τη φύση ή από τον άνθρωπο. Χαρακτηριστικά αυτών των πεδίων είναι η συχνότητα ή το μήκος κύματός τους και από τη συχνότητά τους (ή αντίστοιχα το μήκος κύματος) εξαρτάται η επίδρασή τους στον ανθρώπινο οργανισμό. Κάθε ΗΜΠ διέπεται από τις εξισώσεις του Maxwell, στις οποίες το μαγνητικό και το ηλεκτρικό πεδίο εμφανίζονται ως αλληλένδετα μεγέθη. Στις εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες των 50/60 Hz το μαγνητικό και το ηλεκτρικό πεδίο είναι στην ουσία αποζευγμένα. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει ΗΜ ακτινοβολία, αλλά δύο ανεξάρτητα πεδία, το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο. Με αυτό τον τρόπο το κάθε πεδίο μετρείται ξεχωριστά Βασικές Ιδιότητες των Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων [1,8] Το Ηλεκτρικό Πεδίο (ΗΠ) Το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται από την παρουσία ηλεκτρικών φορτίων. Έτσι λοιπόν μπορεί να προκύψει από τις τάσεις των αγωγών οποιουδήποτε ηλεκτρικού στοιχείου, είτε διαρρέονται από ρεύμα είτε όχι. Οι τιμές του εξαρτώνται : από την τάση των αγωγών από τη διάταξη αγωγών από την απόσταση από τους αγωγούς Αν αναλογιστεί κανείς πως η διακύμανση της τάσης μιας γραμμής είναι πολύ μικρή, οι τιμές του ΗΠ είναι πρακτικά σταθερές. Η ένταση του ΗΠ μετριέται σε V/m ή kv/m Ένας χώρος μπορεί να θωρακιστεί αποτελεσματικά έναντι ενός ΗΠ, καθώς το ΗΠ παραμορφώνεται από την παρουσία αγώγιμων στοιχείων. Τα οικοδομικά υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως έχουν επαρκή αγωγιμότητα, ώστε πρακτικά να αποσβένονται σε εσωτερικούς χώρους τα ΗΠ εξωτερικών πηγών. Τέλος, η παρουσία του ανθρώπινου σώματος μπορεί να διαταράξει το ΗΠ, το οποίο σχεδόν περιορίζεται στην εξωτερική επιφάνειά του Το Μαγνητικό Πεδίο (ΜΠ) Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Έτσι λοιπόν, προκύπτει από τις εντάσεις των ρευμάτων που διαρρέουν τους αγωγούς μιας ηλεκτρικής γραμμής, συσκευής ή άλλης εγκατάστασης. Οι τιμές του εξαρτώνται : από τις εντάσεις των αγωγών από τη διάταξη των αγωγών από την απόσταση από τους αγωγούς 7

17 Σε αντίθεση με το ΗΠ, η τιμή του ΜΠ δεν είναι σταθερή σε κάθε θέση. Αυξάνεται ή μειώνεται, εξαρτώμενη από το απαιτούμενο φορτίο που πρέπει να ικανοποιηθεί μια δεδομένη χρονική στιγμή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το ρεύμα που διαρρέει μια γραμμή, μεταβάλλεται ανάλογα με τη χρονική διακύμανση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Η ένταση του ΜΠ (ή αλλιώς μαγνητική επαγωγή) μετριέται σε «Τ» συνήθως με το υποπολλαπλάσιο «μτ». Επίσης χρησιμοποιείται και η μονάδα «G», συνήθως με το υποπολλαπλάσιο «mg». Οι δύο μονάδες συνδέονται με τη σχέση 1 Τ = 10 4 G (ή 1 μτ = 10 mg) Ιδιότητες των Χαμηλόσυχνων Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων [8, 6] Τα χαμηλόσυχνα ΗΜΠ των γραμμών μεταφοράς και διανομής μπορούν να θεωρηθούν ομογενή, σε θέσεις προσιτές για το κοινό. Κάτι τέτοιο όμως δεν ισχύει για τα προκαλούμενα από τις ηλεκτρικές συσκευές πεδία. Γενικά, όταν ένα πεδίο είναι ομογενές (όπως τα χαμηλόσυχνα πεδία των γραμμών μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας που αναφέρθηκαν παραπάνω), η επίδρασή του μπορεί να προβλεφθεί και να περιγραφεί καλύτερα. Έτσι λοιπόν πεδία τέτοιου τύπου προσφέρονται και για διεξαγωγή εργαστηριακών μελετών, καθώς μπορούν να αναπαραχθούν και να ελεγχθούν με ευκολία. Τα ηλεκτρικά πεδία παραμορφώνονται με την είσοδο σε αυτά αγώγιμων διατάξεων. Το εσωτερικό ενός ηλεκτρικά αγώγιμου σώματος είναι πρακτικά ελεύθερο από ηλεκτρικό πεδίο (κλωβός Faraday). Με αγώγιμη επένδυση ενός χώρου μπορεί να επιτευχθεί η θωράκισή του έναντι ηλεκτρικών πεδίων. Η αγωγιμότητα των συνήθων δοκιμών υλικών είναι επαρκής, ώστε να επέρχεται μέσα στις κατοικίες δραστικός περιορισμός των ηλεκτρικών πεδίων (τουλάχιστον κατά το συντελεστή 10), που προέρχονται από εξωτερικές πηγές. Τα χαμηλόσυχνα μαγνητικά πεδία διαπερνούν πρακτικά χωρίς παραμόρφωση τα μη μαγνητικά υλικά. Η αποτελεσματική θωράκιση είναι πολύ δυσχερής. Η θωράκιση σχετικά μικρών χώρων μπορεί να γίνει με τη χρησιμοποίηση ειδικών μαγνητικών υλικών σε κατάλληλη διάταξη. Το σχήμα 1.3 δείχνει την παραμόρφωση ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου εντάσεως 0 kv/m λόγω της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του ανθρωπίνου σώματος. Στην κεφαλή του ανθρώπου εμφανίζεται η μέγιστη ένταση ηλεκτρικού E max E 0, όπου E 0 η ένταση του ομογενούς πεδίου. Παραμόρφωση εμφανίζεται επίσης στις ισοδυναμικές γραμμές, έτσι ώστε η διαφορά δυναμικού μεταξύ του κεφαλιού και των ποδιών να είναι περίπου 0,1 V [9] 8

18 Σχήμα 1.3 Άνθρωπος σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο[5] Σε αντίθεση προς το ηλεκτρικό πεδίο, το μαγνητικό πεδίο διαπερνά τον ανθρώπινο οργανισμό χωρίς παραμόρφωση. Το σχήμα 1.4 δείχνει τον άνθρωπο σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Ο άνθρωπος προσομοιώνεται ως το ήμισυ εκ περιστροφής ελλειψοειδούς με μεγάλο ημιάξονα h και μικρό ημιάξονα b. Η συνολική επαγόμενη ένταση στον ανθρώπινο οργανισμό συμβολίζεται με I και δίνεται από τον τύπο I B 0 και η αντίστοιχη πυκνότητα J δίνεται από τη σχέση J B 0, όπου ω η κυκλική συχνότητα, ρ η μέση ειδική ηλεκτρική αντίσταση του σώματος (ρ 5Ωm ) και Β η μαγνητική επαγωγή. Σχήμα 1.4 Άνθρωπος σε ομογενές μαγνητικό πεδίο[5] 9

19 1.4 Κανονισμοί Προστασίας Έναντι των Ηλεκτρικών και Μαγνητικών Πεδίων [10] Γενικές Παρατηρήσεις Η θέσπιση και η αναθεώρηση των προτύπων και των κανονισμών που αφορούν στην έκθεση σε μη ιοντίζουσα ακτινοβολία (δηλαδή και στην έκθεση στα χαμηλόσυχνα ΗΜΠ) κινούνται την τελευταία δεκαετία πάνω σε τρεις άξονες: Στον ενεργό ρόλο του κοινού Η εισαγωγή νέων τεχνολογιών σε όλες τις εκφάνσεις της καθημερινής ζωής, δημιουργεί στο ευρύ κοινό ερωτηματικά γύρω από τις πιθανές επιπτώσεις τους στην υγεία. Για να απαντηθούν τα ερωτηματικά του κοινού, επανεξετάζονται και οι παλαιότερες εφαρμογές της μη ιοντίζουσας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, ώστε να διερευνηθούν και να αντιμετωπιστούν τυχόν βιολογικές επιπτώσεις. Οι οργανισμοί που έχουν κληθεί να βγάλουν εις πέρας αυτό το έργο, προσπαθούν να κατανοήσουν τον τρόπο που αντιλαμβάνεται το κοινό την έννοια του κινδύνου δυσμενών επιπτώσεων και να θεσπίσουν πρότυπα, ώστε να τον καταπολεμήσουν. Προσπάθεια εναρμόνισης των προτύπων Καθώς ζούμε στην εποχή της παγκοσμιοποίησης, είναι απαραίτητο να υιοθετηθούν ενιαία πρότυπα και κανονισμοί, ώστε να μειωθεί το κόστος και ο απαραίτητος χρόνος για την ανάπτυξη νέων προϊόντων και υπηρεσιών. Οι λόγοι βέβαια δε μπορούν να είναι μόνο εμπορικοί, καθώς η ύπαρξη πολλών διαφορετικών κανόνων και προτύπων δημιουργεί μια εικόνα ασάφειας, και είναι λογικό να επικρατεί το σκεπτικό ότι δεν υπάρχει μια ισχυρή επιστημονική βάση όσον αφορά τις επιπτώσεις των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Η προσπάθεια εναρμόνισης των προτύπων γίνεται μέσα από διεθνείς πολιτικούς οργανισμούς (πχ Ευρωπαϊκή Ένωση), διεθνείς οργανισμούς συνεργασίας (πχ Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας,WHO) ή διάφορες διακρατικές συμφωνίες. Συντονισμός και ενίσχυση της έρευνας Αυτό που έχει διαπιστωθεί από το σύνολο των παραπάνω οργανισμών είναι πως οι μελέτες που έχουν γίνει δεν επαρκούν για να δώσουν μια σαφή εικόνα σε ορισμένες περιπτώσεις. Οι απόψεις και οι προσεγγίσεις σε πολλά ζητήματα ποικίλουν. Έτσι, είναι επιτακτική η ανάγκη του καθορισμού των σημείων προβληματισμού, τα οποία θα πρέπει και να αποτελέσουν τις ερευνητικές προτεραιότητες. Το συντονισμό των ερευνών που αφορούν στις τυχόν βιολογικές επιπτώσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας τον έχει αναλάβει ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας, ο οποίος συνεργάζεται και με άλλους διεθνείς οργανισμούς. Η θέσπιση κανονισμών για την έκθεση του ανθρώπου σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποσκοπεί στην προστασία του από πιθανές επιπτώσεις των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην υγεία του. Οι οδηγίες εκδίδονται με αυστηρά επιστημονικά κριτήρια, αλλά αποτελούν μόνο επιστημονικά κείμενα μέχρι να ενσωματωθούν στη νομοθεσία ενός κράτους. Κάποιοι διεθνούς κύρους επιστημονικοί φορείς που έχουν επιφορτιστεί με το έργο θέσπισης κανονισμών και προτύπων, είναι οι εξής: 10

20 Η Διεθνής Επιτροπή για την Προστασία από μη ιοντίζουσα ακτινοβολία (International Commission on Non Ionizing Protection,ICNIRP) Λειτουργεί υπό την αιγίδα της Διεθνούς Ένωσης Ακτινοπροστασίας (International Radiation Protection Association, IRPA) ως ανεξάρτητος φορέας από το 199. Η IRPA μαζί με την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας και τον ΟΗΕ είναι υπεύθυνη για την έκδοση κανονισμών για την έκθεση ανθρώπων στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Το Αμερικάνικο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων (American National Standards Institute, ANSI) Η επιτροπή C95.1 είναι υπεύθυνη για το θέμα των ορίων έκθεσης σε ακτινοβολία RF. Στο παρελθόν λειτουργούσε υπό την εποπτεία του ANSI, αλλά πλέον εργάζεται υπό την εποπτεία του Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) Ιστορική Αναδρομή Το 1977 η Διεθνής Εταιρεία Προστασίας έναντι Ακτινοβολίας (IRPA) ίδρυσε τη Διεθνή Επιτροπή Προστασίας έναντι μη Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας (ICNIRP). Η Επιτροπή αυτή, σε συνεργασία με τον Οργανισμό της Παγκόσμιας Οργάνωσης Υγείας (WHO), δημοσίευσε τον Ιανουάριο του 1990 την εργασία «Προσωρινές οδηγίες ορίων για την έκθεση σε ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία 50/60Hz»[11]. Έτσι λοιπόν, ξεκίνησε μια συστηματική επιστημονική προσπάθεια για τη διερεύνηση των επιπτώσεων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στον άνθρωπο και την αντιμετώπισή τους. Στα χρόνια που ακολούθησαν, δημοσιεύθηκαν διάφοροι κανονισμοί για την προστασία των ανθρώπων έναντι πεδίων συχνότητας 50Hz.Αυτοί οι κανονισμοί έθεταν τα όρια των πεδιακών εντάσεων για αποφυγή πιθανών παρενεργειών στην υγεία του ανθρώπου από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Οι σημαντικότεροι από αυτούς αναφέρονται με χρονολογική σειρά παρακάτω και τα όρια που θέσπισαν, περιλαμβάνονται συνοπτικά στον πίνακα 1. που ακολουθεί: Τον Νοέμβριο 1993 δημοσιεύθηκε ο Βρετανικός κανονισμός [1] με σημαντικά υψηλότερα όρια έναντι των ορίων της ICNIRP. Με την δημοσίευση [13] όμως υιοθετήθηκαν το 004 τα όρια τις ICNIRP. Τον Ιανουάριο του 1995 δημοσιεύθηκε το Προσωρινό Ευρωπαϊκό Πρότυπο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Ηλεκτροτεχνικής Τυποποίησης (CENELEC) [14] Τον Δεκέμβριο 1996 δημοσιεύθηκε το Γερμανικό Ομοσπονδιακό Διάταγμα [15], στο οποίο θεσμοθετούνται τα επιτρεπόμενα όρια για τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά πεδία για τη συνεχή έκθεση του κοινού. Τα όρια αυτά συμπίπτουν με τα όρια της Οδηγίας του Το 1997 ολοκληρώθηκαν οι οδηγίες της ICNIRP «Οδηγίες για όρια εκθέσεως σε χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά, μαγνητικά και ηλεκτρομαγνητικά πεδία» [16] που εκπονήθηκαν σε συνεργασία με την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας και οι οποίες δημοσιεύθηκαν τον Δεκέμβριο Στις οδηγίες αυτές, χωρίς τον περιορισμό 11

21 «προσωρινές οδηγίες», παραμένουν αμετάβλητα τα όρια των προσωρινών οδηγιών του 1990 (5kV/m και 100μΤ για συνεχή έκθεση κοινού και 10kV/m και 500μΤ για την επαγγελματική απασχόληση). Τον Ιούλιο 1999 δημοσιεύτηκε η Σύσταση του Συμβουλίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης περί του περιορισμού της έκθεσης του κοινού σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία [17]. Στη Σύσταση αυτή το Συμβούλιο υιοθέτησε τα όρια των οδηγιών της ICNIRP μετά την επικύρωσή τους από την Επιστημονική Συντονιστική Επιτροπή της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Τον Απρίλιο 00 δημοσιεύθηκε η Κοινή Υπουργική Απόφαση [18] στην οποία υιοθετούνται στην Ελλάδα τα όρια της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Τον Απρίλιο του 004 δημοσιεύτηκε η Οδηγία του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και Συμβουλίου [19], στην οποία ορίζονται τα επιτρεπόμενα όρια κατά την επαγγελματική απασχόληση. Πίνακας 1.: Όρια πεδιακών εντάσεων για την προστασία των ανθρώπων έναντι ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων συχνότητας 50 Hz κατά τη συνεχή έκθεση του κοινού και κατά την επαγγελματική απασχόληση [5] Να επισημάνουμε για μια ακόμη φορά πως τα παραπάνω όρια εντάσεων των ηλεκτρικών και των μαγνητικών πεδίων στους κανονισμούς, δεν είναι και όρια επικινδυνότητας, καθώς εμπεριέχουν πολύ μεγάλους συντελεστές ασφαλείας, ώστε να καλύπτονται οι ασάφειες από την περιορισμένη γνώση σχετικά με την επίδραση των πεδίων και να πληρούται η 1

22 απαίτηση για την πρόληψη δυσμενών επιδράσεων. Οι αποκλίσεις που εμφανίζονται μεταξύ των οριακών τιμών των κανονισμών, οφείλονται στο γεγονός ότι οι συντελεστές ασφαλείας δεν είναι κοινοί για όλους τους κανονισμούς Πρότυπα και Όρια Έκθεσης [16, 17, 0, 1] Υπεύθυνη για τον καθορισμό των ορίων έκθεσης στην Ευρώπη είναι η ICNIRP, η οποία διεξάγει ιδίες μελέτες λαμβάνοντας ταυτόχρονα υπόψη και μια σύσταση της Ε.Ε. που εκδόθηκε το Όπως είδαμε και στην ιστορική αναδρομή των κανονισμών, οι τιμές των ορίων για το γενικό πληθυσμό και για την ελεγχόμενη επαγγελματική απασχόληση είναι διαφορετικές. Ένα ακόμη γεγονός που συγχέεται πολλές φορές αναφορικά με τα όρια έκθεσης είναι ότι οι βασικοί περιορισμοί και τα επίπεδα έκθεσης είναι δυο διαφορετικές έννοιες. Οι βασικοί περιορισμοί αποτελούν τους περιορισμούς έκθεσης σε χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά, μαγνητικά και ΗΜ πεδία. Αυτοί οι περιορισμοί βασίζονται σε αποδεδειγμένες επιπτώσεις στην υγεία και σε επιστημονικές μελέτες που έχουν εκπονηθεί. Ανάλογα με τη συχνότητα του πεδίου, τα φυσικά μεγέθη που χρησιμοποιούνται για να προσδιορίσουν αυτούς του περιορισμούς είναι: Η μαγνητική επαγωγή (B) Η πυκνότητα ρεύματος (J) Ο ρυθμός ειδικής απορρόφησης ενέργειας (SAR) και Η πυκνότητα ισχύος (S) Από την άλλη μεριά, η χρήση των επιπέδων αναφοράς αποσκοπεί σε μια πρακτική εκτίμηση της έκθεσης. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε εύκολα να διαπιστώσουμε τυχόν υπέρβαση των βασικών περιορισμών. Ο καθορισμός των επιπέδων αναφοράς μπορεί να προκύψει είτε μέσω μετρήσεων και σχετικών βασικών υπολογισμών, είτε μέσω της παρατήρησης και αντίληψης έμμεσων επιπτώσεων σε ΗΜΠ. Τα παράγωγα φυσικά μεγέθη είναι: Η ένταση ηλεκτρικού πεδίου (E) Η ένταση μαγνητικού πεδίου (H) Η μαγνητική επαγωγή (B) Η πυκνότητα ισχύος (SAR) και Το ρεύμα των άκρων (I L ) Η παρατήρηση των έμμεσων επιδράσεων της έκθεσης σε ΗΜΠ ορίζεται από το ρεύμα επαφής (I C ) για παλμικά πεδία και την ειδική απορρόφηση ενέργειας (SA). Σε κάθε αξιολόγηση των μετρήσεών μας, αυτές μπορούν να συγκριθούν με το εκάστοτε επίπεδο αναφοράς. Αν οι μετρούμενες ή υπολογιζόμενες τιμές υπερβαίνουν τα επίπεδα αναφοράς δε σημαίνει απαραίτητα ότι υπερβαίνουν και το βασικό περιορισμό. Κύριο μέλημά μας είναι να μην σημειώνεται υπέρβαση του ου και για αυτό σε περίπτωση που οι 13

23 τιμές των μετρήσεών μας ξεπερνούν τα επίπεδα αναφοράς, οφείλουμε να ελέγχουμε τη συμμόρφωσή τους με τους βασικούς περιορισμούς. Ακόμη πρέπει να αναφερθεί πως τα όρια για τα οποία μιλήσαμε παραπάνω αφορούν μόνο την ΗΜ ακτινοβολία και όχι και την ΗΜ συμβατότητα που είναι και αυτή απαραίτητη. Η ΗΜ συμβατότητα (EMC compliance) θα πρέπει να εξετάζεται με άλλα πρότυπα. Οι βασικοί περιορισμοί για το γενικό πληθυσμό, όπως καθορίστηκαν από την ICNIRP και τη Σύσταση της Ε.Ε. που εκδόθηκε το 1999 καταχωρούνται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 1.3 : Βασικοί περιορισμοί για το γενικό πληθυσμό με βάση τη σύσταση «Σχετικά με τον περιορισμό της έκθεσης του κοινού σε ΗΜ πεδία 0 Hz GHz», L199(1999/519/EC) του Συμβουλίου της Ε.Ε.[4] Τα αντίστοιχα επίπεδα αναφοράς για το γενικό πληθυσμό, όπως καθορίστηκαν από την ICNIRP και τη Σύσταση της Ε.Ε. που εκδόθηκε το 1999 καταχωρούνται στον πίνακα

24 Πίνακας 1.4 : Επίπεδα αναφοράς για το γενικό πληθυσμό με βάση τη σύσταση «Σχετικά με τον περιορισμό της έκθεσης του κοινού σε ΗΜ πεδία 0 Hz GHz», L199(1999/519/EC) του Συμβουλίου της Ε.Ε.[4] Στον πίνακα 1.5 καταχωρούνται τα επίπεδα αναφοράς για το γενικό πληθυσμό, όσον αφορά τις κυριότερες εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Πίνακας 1.5: Επίπεδα αναφοράς για το γενικό πληθυσμό όσον αφορά τις κυριότερες συχνότητες εφαρμογής[4] Οι βασικοί περιορισμοί για τους επαγγελματικά εκτιθέμενους, όπως καθορίστηκαν από την ICNIRP, καταχωρούνται παρακάτω. 15

25 Πίνακας 1.6: Βασικοί περιορισμοί για τους επαγγελματικά εκτιθέμενους με βάση την ICNIRP[4] Τα αντίστοιχα επίπεδα αναφοράς για τους επαγγελματικά εκτιθέμενους, όπως καθορίστηκαν από την ICNIRP, καταχωρούνται στον πίνακα 1.7. Πίνακας 1.7: Επίπεδα αναφοράς για τους επαγγελματικά εκτιθέμενους με βάση την ICNIRP[4] Τέλος, στον πίνακα 1.8 καταχωρούνται τα επίπεδα αναφοράς για τους επαγγελματικά εκτιθέμενους, όσον αφορά τις κυριότερες εφαρμογές της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. 16

26 Πίνακας 1.8: Επίπεδα αναφοράς για τους επαγγελματικά απασχολούμενους όσον αφορά τις κυριότερες συχνότητες εφαρμογής[4] Όπως φαίνεται από τους πίνακες αυτού του υποκεφαλαίου (Π 1.3 Π 1.8), σε κάθε ξεχωριστή περίπτωση γίνεται και εφαρμογή διαφορετικών ορίων. Έτσι λοιπόν τα όρια για την επαγγελματική απασχόληση είναι πάντα πιο «ψηλά» απότι τα όρια για το κοινό, καθώς οι μεν έχουν καταρτιστεί ως προς το πώς μπορούν να αντιμετωπίσουν την ΗΜ ακτινοβολία, ενώ οι δε, όχι. Έτσι, λαμβάνοντας τις αντίστοιχες προφυλάξεις, θεωρείται ότι ο πληθυσμός (επαγγελματικά απασχολούμενοι και μη), δεν υπερεκτίθεται σε ΗΜ ακτινοβολία. Πρέπει στο σημείο αυτό να τονιστεί και πάλι ότι υπέρβαση του επιπέδου αναφοράς δε σημαίνει και υπέρβαση του βασικού περιορισμού Πρότυπα και Όρια Έκθεσης στην Ελλάδα [18, 19,, 3] Οι πιο πρόσφατοι ισχύοντες κανονισμοί στην Ελλάδα είναι: Η οδηγία της Διεθνούς Επιτροπής Προστασίας έναντι Μη lοντίζουσας Ακτινοβολίας (ICNIRP - Απρίλιος 1998), η οποία συνεργάζεται με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (WHO). Η Σύσταση του Συμβουλίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης 8550/ «Περί του περιορισμού της έκθεσης του κοινού σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία (0 Ηz GHz), που βασίζεται στην Οδηγία της ICNIRP. Τα κοινά όρια της οδηγίας της ICNIRP και της σύστασης του Συμβουλίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης για την έκθεση του κοινού σε πεδία συχνότητας 50 Hz είναι: Για τη μαγνητική επαγωγή: B = 100 μτ. Για την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου: E = 5 kv/m. Τα παραπάνω όρια θεσμοθετήθηκαν στην Ελλάδα βάσει της Κοινής Υπουργικής Απόφασης Αριθμός 3060 (ΦΟΡ) 38, ΦΕΚ 51 / Β : «Μέτρα προφύλαξης του κοινού από τη λειτουργία διατάξεων εκπομπής ηλεκτρομαγνητικών πεδίων χαμηλών συχνοτήτων». 17

27 Το ελληνικό σύστημα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας υπακούει τα όρια των κανονισμών που περιγράφηκαν παραπάνω, καθώς η μη υπέρβασή τους εξασφαλίζει την προστασία του κοινού έναντι των χαμηλόσυχνων ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Οι πιθανές επιπτώσεις των ΗΜΠ στην υγεία των ανθρώπων, έχει απασχολήσει και τη ΔΕΗ, η οποία παρακολουθεί στενά τις διεθνείς εξελίξεις. Κατά τη φάση της μελέτης ενός συστήματος μεταφοράς και διανομής, προβαίνει σε μεθόδους περαιτέρω μείωσης των πεδίων, όπως είναι η βέλτιστη διάταξη των φάσεων που θα δούμε παρακάτω. Με το πρόγραμμα αναβάθμισης των γραμμών μεταφοράς από γραμμές μεταφοράς απλού σε διπλού κυκλώματος, αυξάνεται η ισχύς μεταφοράς της συγκεκριμένης γραμμής μεταφοράς και μειώνεται το μαγνητικό πεδίο λόγω της εφαρμοζόμενης διάταξης των φάσεων. Παρόμοια αποτελέσματα επιτυγχάνονται και με την υπερύψωση των γραμμών μεταφοράς σε περιοχές που οικοδομήθηκαν μετά την πρώτη εγκατάσταση της γραμμής μεταφοράς. Σε περίπτωση καταγγελιών για υπέρβαση των ορίων έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία, η Ελληνική Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΕΕΑΕ), ο υπεύθυνος οργανισμός για μετρήσεις ΗΜΠ, πραγματοποιεί μετρήσεις στις ζητούμενες εγκαταστάσεις της ΔΕΗ. Έτσι, κάθε φορά διαπιστώνεται πως οι τιμές των μετρούμενων πεδίων είναι αρκετές φορές χαμηλότερες από τα όρια των αυστηρών κανονισμών και επιβεβαιώνουν και πάλι την τήρηση των ορίων ασφαλείας από μέρους της ΔΕΗ. Συγκεκριμένα η ΕΕΑΕ στο πλαίσιο των αρμοδιοτήτων της για τις μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικών πεδίων: δημοσιεύει υποδείγματα τεχνικών μελετών ραδιοεκπομπών και δηλώσεων συμμόρφωσης για διάφορες κατηγορίες κεραιών ελέγχει τις μελέτες ραδιοεκπομπών για κάθε εγκατάσταση κεραιών και αποστέλλει στην αρμόδια υπηρεσία για την έκδοση των αδειών εγκατάστασης κεραιών γνωματεύσεις συμμόρφωσης με τα όρια ασφαλούς έκθεσης του κοινού ελέγχει τις περιβαλλοντικές μελέτες για κάθε εγκατάσταση κεραιών που διαβιβάζονται στην ΕΕΑΕ από την οικεία Γενική Γραμματεία Περιφέρειας και παρέχει τη σύμφωνη ή όχι γνώμη της πραγματοποιεί επιτόπιους ελέγχους και μετρήσεις σε διατάξεις εκπομπής (σταθμοί κεραιών και διατάξεις ηλεκτρικής ενέργειας), προκειμένου να εξακριβωθεί η συμμόρφωση ή όχι με τα όρια ασφαλούς έκθεσης του γενικού πληθυσμού. α) ειδικά για τις εγκαταστάσεις κεραιών η ΕΕΑΕ υποχρεούται να ελέγχει σε ετήσια βάση, αυτεπαγγέλτως και κατά τρόπο δειγματοληπτικό, το 0% τουλάχιστον των αδειοδοτημένων από την ΕΕΤΤ κεραιών εντός σχεδίου πόλεως. Τα αιτήματα φορέων ή ιδιωτών για μετρήσεις διεκπεραιώνονται εντός είκοσι εργάσιμων ημερών από την υποβολή τους. β) δημοσιεύει τα αποτελέσματα των ελέγχων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στην ιστοσελίδα της ΕΕΑΕ και συγκεντρωτικά ανά έτος. καθορίζει τις λεπτομέρειες που αφορούν την εξουσιοδότηση των συνεργείων άλλων φορέων που διενεργούν μετρήσεις και συντονίζει τη διαδικασία διεξαγωγής μετρήσεων. 18

28 Κεφάλαιο : Πηγές Χαμηλόσυχνων Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων και Παραδείγματα Στο προηγούμενο κεφάλαιο αναλύθηκαν οι ιδιότητες των χαμηλόσυχνων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και αναφέρθηκαν οι κανονισμοί και τα όρια που ισχύουν για την έκθεση των ανθρώπων σε αυτά. Έτσι λοιπόν, εδώ θα παραθέσουμε τις πηγές αυτών των πεδίων, καθώς επίσης και διάφορες μετρήσεις των εκπομπών τους, ώστε να διερευνηθεί αν όντως ικανοποιούνται τα όρια και οι κανονισμοί έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία, που έχουν θεσπιστεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση και την ICNIRP..1 Δίκτυα Μεταφοράς και Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας [6] Ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας διέπεται από τρεις βασικές λειτουργίες: την παραγωγή τη μεταφορά και τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας. Για να είναι πρακτικό πρέπει να έχει σχεδιαστεί και να λειτουργεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε να είναι: ασφαλές, αξιόπιστο, φιλικό προς το περιβάλλον και να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια καλής ποιότητας στη χαμηλότερη κατά το δυνατόν τιμή. Όλη η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται στους σταθμούς παραγωγής, αρχικά μεταφέρεται σε κοντινούς μετασχηματιστές που ανυψώνουν τη χαμηλή τάση της ηλεκτρικής ενέργειας σε υψηλή. Έτσι, επιτυγχάνεται η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας μέσω των γραμμών μεταφοράς σε πολύ μεγάλες αποστάσεις με λιγότερες απώλειες, καθώς συνηθίζεται οι σταθμοί παραγωγής να είναι μακριά από τα μεγάλα αστικά κέντρα, τα οποία έχουν και τις υψηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις. Το δίκτυο μεταφοράς (όπως υποδηλώνει και το όνομά του) εξασφαλίζει τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας στους υποσταθμούς μέσης και χαμηλής τάσης. Εκεί, η υψηλή τάση της ηλεκτρικής ενέργειας υποβιβάζεται σε μέση και χαμηλή τάση, ώστε να εξυπηρετηθούν οι καταναλωτές μέσης (βιομηχανίες) και χαμηλής τάσης (σπίτια). Ακολουθεί μια εικόνα που συνοψίζει αυτά που μόλις αναφέρθηκαν: 19

29 Σχήμα.1 Σύνοψη δικτύου μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας [7] Τα συστατικά στοιχεία των γραμμών μεταφοράς είναι: Πυλώνες ή πύργοι, στους οποίους στηρίζονται οι αγωγοί των εναέριων γραμμών Μονωτήρες, μέσω των οποίων αναρτώνται στους πυλώνες οι αγωγοί γραμμών Αγωγοί, κυρίως από χαλκό και αλουμίνιο. Στο σύστημα διανομής χρησιμοποιούνται δύο επίπεδα τάσης διανομής Η πρωτεύουσα τάση ή τάση τροφοδοσίας (πχ 15 kv) που χαρακτηρίζεται και μέση τάση (ΜΤ). Η δευτερεύουσα τάση ή τάση κατανάλωσης (πχ 0 V) που χαρακτηρίζεται και χαμηλή τάση (ΧΤ)..1.1 Τμήματα Δικτύου Μεταφοράς και Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας [6] Δίκτυο μεταφοράς Το σύστημα μεταφοράς επωμίζεται τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας από τους σταθμούς παραγωγής στους υποσταθμούς μεταφοράς. Επειδή πολλές φορές η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται σε απομακρυσμένα μέρη, χρησιμοποιείται υψηλή (150kV) και υπερυψηλή (400kV) τάση για τη μεταφορά της, καθώς με αυτόν τον τρόπο μειώνονται δραματικά οι απώλειες ισχύος. Οι γραμμές μεταφοράς δεν έχουν τη δυνατότητα να εξυπηρετήσουν άμεσα τους καταναλωτές ΧΤ (0 / 380 V),αλλά 0

30 με τη βοήθεια των υποσταθμών μεταφοράς υποβιβάζεται η τάση σε μέση τάση (0 kv) και στη συνέχεια μέσω του δικτύου και των υποσταθμών διανομής η μέση τάση υποβιβάζεται σε χαμηλή που χρησιμοποιούμε στα σπίτια μας. Δίκτυο διανομής μέσης τάσης Σε αυτό το επίπεδο τάσης του δικτύου διανομής οι γραμμές χαμηλής τάσης τροφοδοτούνται από τις γραμμές μέσης τάσης, οι οποίες μπορεί να είναι εναέριες γραμμές ή και υπόγεια καλώδια. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω των υποσταθμών διανομής, που είναι εξοπλισμένοι με μετασχηματιστές μέσης προς χαμηλή τάση. Αν οι γραμμές μέσης τάσης είναι υπόγεια καλώδια αναπτύσσονται μόνο μαγνητικά πεδία ενώ αν υπάρχουν εναέριες γραμμές αναπτύσσονται τόσο μαγνητικά, όσο και ηλεκτρικά πεδία. Σε αντίθεση με το δίκτυο διανομής ΧΤ, εδώ δεν εμφανίζονται ασυμμετρίες ρευμάτων, οπότε τα πεδία εξασθενούν εκθετικά με την απόσταση από την πηγή τους. Δίκτυο διανομής χαμηλής τάσης Τα σπίτια μας τροφοδοτούνται από γραμμές ΧΤ (30V / 400V). Στο περιβάλλον αυτών των γραμμών (πχ εναέριες), αναπτύσσονται μαγνητικά κυρίως πεδία. Τα ηλεκτρικά πεδία, που εξαρτώνται άμεσα από την τάση, είναι ελάχιστα καθώς σε αυτήν την περίπτωση μιλάμε για χαμηλή τάση. Οι τιμές λοιπόν των μαγνητικών πεδίων κυμαίνονται σε μερικά μτ και πρακτικά μηδενίζονται σε μικρή απόσταση από τους αγωγούς. Έτσι λοιπόν θα περίμενε κανείς πως οι γραμμές χαμηλής τάσης είναι οι πιο «ακίνδυνες». Αυτό δεν ισχύει απόλυτα, καθώς μερικές φορές παρατηρείται ασυμμετρία των ρευμάτων των αγωγών με αποτέλεσμα να αναπτύσσονται ρεύματα επιστροφής (πχ ρεύματα σε γειωμένα αντικείμενα) και να δημιουργείται μαγνητικό πεδίο του οποίου η μαγνητική επαγωγή δε μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης, όπως θα αναμενόταν, αλλά με πιο αργούς ρυθμούς. Υποσταθμοί διανομής [8] Κάθε υποσταθμός διανομής αντιστοιχεί σε κάποιες δεκάδες ή εκατοντάδες κατοικίες. Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που αναπτύσσονται στο περιβάλλον τους προέρχονται από τις γραμμές μέσης και χαμηλής τάσης που συνδέονται σε αυτούς και όχι από το μετασχηματιστή με τον οποίο είναι εξοπλισμένοι. Στο περιβάλλον των υποσταθμών δημιουργούνται μαγνητικά πεδία μερικών μτ κοντά στους αγωγούς ( όπου υπάρχει και το μεγαλύτερο ρεύμα), που εξασθενούν γοργά καθώς απομακρυνόμαστε από αυτούς. Υποσταθμοί υψηλής τάσης Όπως και με τους υποσταθμούς διανομής, έτσι και εδώ καταλήγουν γραμμές διαφορετικών τάσεων ώστε να είναι δυνατή η αλλαγή των επιπέδων τάσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Με αυτόν τον τρόπο λειτουργούν τα Κέντρα Υπερυψηλής Τάσης (ΚΥΤ) στα οποία συρρέουν γραμμές υπερυψηλής και υψηλής τάσης με σύνδεση μόνο των ων με τους υποσταθμούς υψηλής τάσης. 1

31 Σχήμα. Κέντρο υπερυψηλής τάσης [8].1. Ενδεικτικές Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων στο Δίκτυο Μεταφοράς και Διανομής.1..1 Χρονική Μεταβολή των Πεδιακών Εντάσεων [9] Από τα μονοφασικά συστήματα τάσεων και εντάσεων δημιουργούνται εναλλασσόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, αντίστοιχα. Ένα ή περισσότερα τριφασικά συστήματα δημιουργούν σε κάθε σημείο του χώρου ένα στρεφόμενο ελλειπτικό ηλεκτρικό πεδίο και ένα στρεφόμενο ελλειπτικό μαγνητικό πεδίο. Τα στρεφόμενα ανύσματα των πεδιακών εντάσεων μεταξύ κέντρων και περιφερειών των ελλείψεων διαγράφουν πλήρεις τροχιές σε χρονικό διάστημα μιας περιόδου (0 ms για τη συχνότητα των 50 Hz). Το παρακάτω σχήμα δείχνει τα στρεφόμενα μαγνητικά πεδία στο περιβάλλον της γραμμής 400 kv, διπλού κυκλώματος. Από τους μεγάλους ημιάξονες B a και E a και τους μικρούς ημιάξονες B b και E b προκύπτουν τα χαρακτηριστικά μεγέθη των πεδίων: [9]

32 Σχήμα.3 Γεωμετρικοί τόποι στρεφομένων ανυσμάτων μαγνητικής επαγωγής γραμμής 400 kv διπλού κυκλώματος με φορτίο 1000 Α ανά κύκλωμα και φάση [9].1.. Πεδιακές Εντάσεις Εναερίων Γραμμών [30] Τα σχήματα.4 και.5 δείχνουν ενδεικτικά την ένταση του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου στο έδαφος κατά μήκος διπλής γραμμής 380 kv. Το άνοιγμα (απόσταση μεταξύ δυο πύργων) ανέρχεται σε 400 m. Το ύψος αναρτήσεως των κάτω αγωγών ανέρχεται σε m, η απόσταση των κάτω αγωγών από το έδαφος στο μέσο του ανοίγματος είναι 11 m. Οι μέγιστες πεδιακές εντάσεις εμφανίζονται στο μέσο του ανοίγματος, όπου η απόσταση των αγωγών από το έδαφος είναι μικρότερη. 3

33 Σχήμα.4: Ένταση ηλεκτρικού πεδίου κατά μήκος γραμμής 380 kv διπλού κυκλώματος [30] Σχήμα.5: για φόρτιση με 1000 Α ανά φάση κατά μήκος γραμμής 380 kv διπλού κυκλώματος [30] Στο σχήμα.6 φαίνονται οι τυπικοί πύργοι S5 και S4 των γραμμών διπλού κυκλώματος 400 kv και 150 kv του ελληνικού συστήματος και δίνονται οι βασικές διαστάσεις τους. 4

34 Σχήμα.6: Πύργοι: S5 γραμμής 400 kv (αριστερά) και S4 γραμμής 150 kv διπλού κυκλώματος (δεξιά) [30] Πίνακας.1: Βασικές αποστάσεις των παραπάνω πύργων 400 kv και 150 kv [30] Στα σχήματα.7 και.8 φαίνονται η μαγνητική επαγωγή και η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου για γραμμές σύμφωνα με το σχήμα.6 [31]. Οι ελάχιστες επιτρεπόμενες αποστάσεις λόγω τάσης μεταξύ των κάτω αγωγών και εδάφους είναι 9 m για τις γραμμές 400 kv και 7 m για τις γραμμές 150 kv. Οι αποστάσεις όμως που εμφανίζονται στην πράξη είναι συνήθως αρκετά μεγαλύτερες από τις παραπάνω οριακές τιμές. 5

35 Σχήμα.7: εναέριων γραμμών διπλού κυκλώματος ως συνάρτηση της απόστασης x από τον άξονα των γραμμών με παράμετρο y την απόσταση των κάτω αγωγών από το έδαφος. Β σε ύψος m από το έδαφος [31] α) Γραμμή 400 kv με πύργους S5, ένταση ρεύματος 1000 Α ανά κύκλωμα και φάση β) Γραμμή 150 kv με πύργους S4, ένταση ρεύματος 500 Α ανά κύκλωμα και φάση 6

36 Σχήμα.8: Ένταση ηλεκτρικού πεδίου εναέριων γραμμών διπλού κυκλώματος ως συνάρτηση της απόστασης x από τον άξονα των γραμμών με παράμετρο y την απόσταση των κάτω αγωγών από το έδαφος. Ε σε ύψος m από το έδαφος [31] α) Γραμμή 400 kv με πύργους S5 β) Γραμμή 150 kv με πύργους S4 Η συσσώρευση περισσοτέρων γραμμών σε μια γεωγραφική περιοχή δεν προκαλεί κατ ανάγκη αύξηση των μέγιστων τιμών των πεδιακών εντάσεων. Το κάθε τριφασικό σύστημα προκαλεί το δικό του στρεφόμενο ηλεκτρικό πεδίο. Η υπέρθεση των ελλειπτικών αυτών πεδίων για το σχηματισμό του συνισταμένου πεδίου γίνεται για την κάθε χρονική στιγμή, όπως φαίνεται στο σχήμα.9 για δυο παράλληλες οδεύουσες γραμμές 400 kv διπλού κυκλώματος. Όταν διαρρέεται μόνο η αριστερή γραμμή από ρεύμα, η μαγνητική επαγωγή στο σημείο Ρ είναι B 1max = 16,6 μτ, ενώ όταν διαρρέεται μόνο η δεξιά γραμμή από ρεύμα, η μαγνητική επαγωγή είναι B max = 10,7 μτ. Όταν διαρρέονται και οι δυο γραμμές από ρεύμα, η μαγνητική επαγωγή στο σημείο Ρ είναι B max = 10,6 μτ. Η τιμή αυτή της μαγνητικής επαγωγής είναι μικρότερη από τις B 1max και B max. 7

37 Σχήμα.9: Συνιστάμενο μαγνητικό πεδίο δυο γραμμών 400 kv διπλού κυκλώματος σε παράλληλη όδευση. Η ένταση του ρεύματος είναι 1000 Α ανά κύκλωμα και ανά φάση. [31] Γενικά ισχύει ότι η παράλληλη όδευση περισσότερων ομοίων ισοφορτισμένων γραμμών διπλού ή απλού κυκλώματος προκαλεί μικρή μείωση των μεγίστων τιμών των πεδιακών εντάσεων έναντι της περίπτωσης μιας γραμμής. Με τη βέλτιστη διάταξη των αγωγών των φάσεων μπορεί να επιτευχθεί δραστική μείωση των πεδιακών εντάσεων [3, 33]. Το σχήμα 10 δείχνει τόσο τη συνήθη συμμετρική διάταξη των φάσεων (αριστερά), όσο και τη βέλτιστη διάταξή τους. Σχήμα 10:Διατάξεις των αγωγών. Συμμετρική διάταξη (αριστερά) και βέλτιστη διάταξη (δεξιά) [3] Για τον περιορισμό των παιδικών εντάσεων των υφιστάμενων γραμμών διπλού κυκλώματος του ελληνικού συστήματος αποφασίστηκε η εφαρμογή της βέλτιστης διάταξης των αγωγών των φάσεων. Το σχήμα.11 α δείχνει το ηλεκτρικό πεδίο και το σχήμα.11 β το μαγνητικό πεδίο της γραμμής διπλού κυκλώματος 400 kv Άγιος Στέφανος- Λάρυμνα πριν και μετά την εφαρμογή της βέλτιστης διάταξης των αγωγών των φάσεων της γραμμής. Στη θέση μέτρησης η απόσταση του κάτω αγωγού του ενός κυκλώματος από το έδαφος είναι 17,7 m και του αντίστοιχου αγωγού του άλλου κυκλώματος 16,7 m, λόγω κλίσης του εδάφους. Οι 8

38 μετρήσεις και οι υπολογισμοί έγιναν σε ύψος 1,5 m από το έδαφος. Έγινε αναγωγή ων αποτελεσμάτων των μετρήσεων του μαγνητικού πεδίου σε ένταση ρεύματος 1000 Α (μέγιστη ένταση λειτουργίας), για την οποία έγιναν υπολογισμοί. Σχήμα.11: α) Ηλεκτρικό πεδίο [3] και β) μαγνητικό πεδίο [33] στο περιβάλλον μιας γραμμής πριν και μετά την εφαρμογή της βέλτιστης διάταξης των αγωγών των φάσεων Από τα σχήματα.11 παρατηρείται μια μεγάλη μείωση των τιμών του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου μετά την εφαρμογή της βέλτιστης διάταξης.[3, 33].1..3 Πεδιακές Εντάσεις Υποσταθμών [9, 31] Στους εξωτερικούς χώρους των υποσταθμών υψηλής τάσης και των ΚΥΤ, τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία δημιουργούνται αποκλειστικά από τις γραμμές που συνδέονται σε αυτούς και όχι από τον εξοπλισμό τους. Από μετρήσεις που έχει διεξάγει το Γραφείο Μη Ιοντίζουσων Ακτινοβολιών της ΕΕΑΕ προέκυψε ότι στις πλευρές των υποσταθμών που δεν διέρχονται γραμμές, τα επίπεδα των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων είναι πρακτικά τα ίδια με αυτά που θα υπήρχαν και χωρίς την παρουσία του υποσταθμού (ακόμα και πολύ κοντά στην περίφραξή του), ενώ στις άλλες πλευρές των υποσταθμών που διέρχονται 9

39 γραμμές, υπάρχουν οι τυπικές τιμές των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων στο περιβάλλον των γραμμών αυτών. Στο σχήμα. φαίνονται οι ζυγοί 400 kv υποσταθμού υπαίθριου τύπου (ΚΥΤ) και στο σχήμα.1 οι μεταλλοενδεδυμένοι ζυγοί 150 kv υποσταθμού εξωτερικού χώρου. Σχήμα.1: Υποσταθμός μέσης τάσης 150 kv εξωτερικού χώρου με μεταλλοενδεδυμένο εξοπλισμό (Ολυμπιακό χωριό) [34] Οι πεδιακές εντάσεις των εναέριων γραμμών μπορούν να υπολογιστούν με ικανοποιητική ακρίβεια. Στους υποσταθμούς όμως λόγω των σύνθετων διατάξεων ενός μεγάλου αριθμού αγωγών, οι πεδιακές εντάσεις μπορούν να καθοριστούν πρακτικά μόνο από μετρήσεις. Στους υπαίθριους υποσταθμούς υψηλής τάσης μπορούν να εμφανισθούν υψηλότερες πεδιακές εντάσεις σε σχέση με τις πεδιακές εντάσεις στο έδαφος κάτω από εναέριες γραμμές, επειδή οι αποστάσεις των αγωγών από το έδαφος είναι μικρότερες. Το σχήμα.13 δείχνει τις μετρηθείσες πεδιακές εντάσεις στο έδαφος υποσταθμού 380 kv [35]. Οι αγωγοί του ζυγού είναι σωλήνες αλουμινίου κι έτσι, λόγω του μικρού βέλους κάμψεως, η απόσταση των αγωγών από το έδαφος μπορεί να θεωρηθεί ως σταθερή. 30

40 Σχήμα.13: Μετρηθείσες πεδιακές εντάσεις σε υποσταθμό 380 kv [35] Γενικά ισχύει ότι οι πεδιακές εντάσεις υπαιθρίων υποσταθμών υψηλής τάσης σε θέσεις προσιτές στο κοινό (όρια υποσταθμών) αποκτούν εξαιρετικά χαμηλές τιμές. Αυτό συμβαίνει επειδή τα πεδία των ζυγών των μετασχηματιστών και του λοιπού εξοπλισμού ελαττώνονται δραστικά με την απομάκρυνση από τις πηγές. Στις περιοχές εισόδου και εξόδου των γραμμών εμφανίζονται τα πεδία που οφείλονται στις γραμμές, χωρίς επαύξηση προερχόμενη από τον εξοπλισμό του υποσταθμού. Στους χώρους των μεταλλοενδεδυμένων ζυγών δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο στο χώρο εκτός των μεταλλικών περιβλημάτων. Το μαγνητικό πεδίο αποκτά χαμηλές τιμές. Μετρήθηκαν τιμές μέχρι 3,6 μτ σε απόσταση 30 cm από το περίβλημα ζυγών 150 kv. [36] Από συστηματικές μετρήσεις σε περισσότερους υποσταθμούς (Υ/Σ) 150 kv εξωτερικού χώρου του ελληνικού συστήματος και από την βιβλιογραφική διερεύνηση προέκυψαν τα ακόλουθα: Εντός του Υ/Σ εμφανίζονται αξιόλογες τιμές των πεδιακών εντάσεων μόνο σε μικρές περιοχές πλησίον του εξοπλισμού, ενώ στις υπόλοιπες περιοχές οι πεδιακές εντάσεις αποκτούν πολύ χαμηλές τιμές. Οι μέγιστες τιμές των πεδιακών εντάσεων που μετρήθηκαν σε θέσεις προσιτές στο προσωπικό είναι κατά πολύ μικρότερες, όχι μόνο από τα επιτρεπόμενα όρια της επαγγελματικής έκθεσης, αλλά και από τα επιτρεπόμενα όρια συνεχούς έκθεσης του κοινού. 31

41 Οι μέγιστες τιμές των πεδιακών εντάσεων, στο όριο περίφραξής των Υ/Σ, εκτός των περιοχών των γραμμών τροφοδοτήσεως 150kV και των εναερίων αναχωρήσεων 0kV, αποκτούν εξαιρετικά χαμηλές, πρακτικά αμελητέες τιμές! Οι μέγιστες τιμές των πεδιακών εντάσεων στην περιοχή των εναερίων αναχωρήσεων 0 kv είναι μικρότερες των αντιστοίχων τιμών στην περιοχή εισόδου των γραμμών 150 kv. Οι μέγιστες όμως αυτές τιμές κάτω από τις γραμμές 150 kv παραμένουν κατά πολύ μικρότερες από τα επιτρεπόμενα όρια συνεχούς έκθεσης του κοινού. Σχήμα.14: Κατανομή της μαγνητικής επαγωγής στον Υ/Σ 150 kv/0kv Βέλου Κορινθίας. ΑΒΓΔΑ περίγραμμα χώρου υποσταθμού. [45] Το σχήμα.15 δείχνει ένα μετασχηματιστή 5 ΜVΑ και έναν αυτομετασχηματιστή 50 ΜVΑ εγκατεστημένους σε υποσταθμούς συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Οι μετασχηματιστές είναι βασικά στοιχεία των υποσταθμών. Παρά το μεγάλο όγκο των μετασχηματιστών και τα ισχυρά μαγνητικά πεδία στο εσωτερικό τους, το μαγνητικό πεδίο στο περιβάλλον τους είναι σχετικά μικρό. Το πεδίο αυτό οφείλεται κυρίως στους αγωγούς εισόδου και εξόδου της ισχύος στους μετασχηματιστές και όχι σε σκέδαση του εξωτερικού τους πεδίου. Στο 3

42 περιβάλλον μετασχηματιστή 50 ΜVΑ, 150 kv/0 kv μετρήθηκαν υπό φορτίο 34 ΜVΑ σε απόσταση 1m από το μεταλλικό περίβλημα [36]: Στην πλευρά 150 kv: 16 μτ Στην πλευρά 0 kv: 66 μτ Στις άλλες πλευρές: 8 μτ Σχήμα.15: Μετασχηματιστής 5 MVA, 150 kv/15 kv (πάνω) [37] και αυτομετασχηματιστής 50MVA, 400 kv/150 kv (κάτω) [38] 33

43 Το σχήμα.16 δείχνει ένα μετασχηματιστή λαδιού ισχύος 630 kvα. Σε ένα υποσταθμό διανομής εσωτερικού χώρου με ένα μετασχηματιστή ονομαστικής ισχύος 630 kvα, τάσεων 15 kv/0,4 kv μετρήθηκαν [36] οι ακόλουθες μέγιστες τιμές μαγνητικής επαγωγής όταν ο μετασχηματιστής φορτιζόταν με 70 kvα (εντάσεις 10,4 Α/390 Α) : Μετασχηματιστής, πλευρά εξόδου χαμηλής τάσης Σε επαφή με τα καλώδια: 700 μτ Σε απόσταση 30 cm από τα καλώδια: 100 μτ Γωνίες του μετασχηματιστή, πλευρά χαμηλής τάσης Σε επαφή: 0 μτ Σε απόσταση 30 cm: 15 μτ Σε απόσταση 100 cm: 11 μτ Κιβώτιο διανομής χαμηλής τάσης Ανοικτή θύρα, σε επαφή με τον εξοπλισμό: 35 μτ Σε επαφή με την κλειστή εξωτερικά: 6 μτ Στην οροφή εξωτερικά: 6 μτ Μέγιστη τιμή στους περιφερειακούς τοίχους (εσωτερικά όρια υποσταθμού): 11μΤ Μέγιστη τιμή στην οροφή του υποσταθμού (πάνω από το μετασχηματιστή εσωτερικά) : μτ Σχήμα.16: Μετασχηματιστής λαδιού ισχύος 630 kvα, 15 kv/0,4 kv [39] Το σχήμα.17 δείχνει ένα μετασχηματιστή χυτορητίνης ισχύος 630 kvα. Παρά την έλλειψη του μεταλλικού περιβλήματος που υπάρχει στους μετασχηματιστές λαδιού, οι τιμές της 34

44 μαγνητικής επαγωγής στο περιβάλλον του μετασχηματιστή οφείλονται κυρίως στα ρεύματα των καλωδίων χαμηλής τάσης και όχι σε πεδία σκέδασης του μετασχηματιστή. Σχήμα.17: Μετασχηματιστής χυτορητίνης ισχύος 630 kvα, 0 kv/0,4 kv [40].1..4 Πεδιακές Εντάσεις Καλωδίων Τα μεταλλικά περιβλήματα των αγωγών των καλωδίων δεν επιτρέπουν την ανάπτυξη ηλεκτρικών πεδίων στο περιβάλλον των καλωδίων. Έτσι λοιπόν θα εξεταστεί το μαγνητικό πεδίο πλησίον των καλωδίων Υπόγεια Καλώδια Στην περίπτωση τριπολικών καλωδίων ή δεσμών μονοπολικών καλωδίων, τα όποια απαρτίζουν τριφασικά συστήματα, η μαγνητική επαγωγή σε σχετικά μικρή απόσταση από τα καλώδια έχει πολύ μικρές τιμές, όπως βλέπουμε και παρακάτω. [41] 35

45 Σχήμα.18: δεσμών μονοπολικών καλωδίων, τα οποία απαρτίζουν τριφασικό σύστημα με παράμετρο το ύψος h από το έδαφος. [41] Στην περίπτωση διατάξεων μονοπολικών καλωδίων με τις συνήθεις αποστάσεις μεταξύ των καλωδίων η μαγνητική επαγωγή μπορεί να αποκτήσει σε περιοχές προσιτές στους ανθρώπους σχετικά υψηλές τιμές, όπως φαίνεται στο σχήμα.19.οι τιμές αυτές μπορεί να είναι υψηλότερες από τις τιμές της μαγνητικής επαγωγής στο έδαφος κάτω από εναέριες γραμμές. Σχήμα.19: τριφασικού συστήματος τριών μονοπολικών καλωδίων με φόρτιση 1000 Α ανά καλώδιο με παράμετρο το ύψος h από το έδαφος [36] 36

46 Κατακόρυφα Καλώδια Σχήμα.0 κατακόρυφων καλωδίων με παράμετρο το ύψος h από το έδαφος [41]. Ενδεικτικές Μαγνητικές Επαγωγές Συσκευών [8] Κατά τη λειτουργία ηλεκτρικών συσκευών αναπτύσσονται μαγνητικά πεδία, τα οποία εξασθενούν εκθετικά με την απόσταση, οπότε λαμβάνουν αξιόλογες τιμές μόνο σε πολύ μικρές αποστάσεις. Το πεδίο σε επαφή με τη συσκευή μπορεί να είναι πολύ υψηλό, φθάνοντας μέχρι και μερικά εκατοντάδες μτ. Βέβαια η έκθεση ενός ανθρώπου σε τόσο μεγάλα πεδία είναι περιορισμένη, καθώς αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται για πολύ σύντομα χρονικά διαστήματα (πχ. χρήση ηλεκτρικών ξυριστικών μηχανών, σεσουάρ για τα μαλλιά). Ένα ακόμη γεγονός για το οποίο τα πεδία των συσκευών δεν αποτελούν κανένα λόγο ανησυχίας, είναι ότι η έκθεση από τις συσκευές αυτές εστιάζεται τοπικά σε μια πολύ μικρή περιοχή του σώματος και ότι η σύζευξη του πεδίου με το ανθρώπινο σώμα είναι εξαιρετικά ασθενής. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, φθάνουμε στο συμπέρασμα ότι, αν και σε κάποιες περιπτώσεις υπάρχει υπέρβαση των ορίων των πεδίων που αναφέρθηκαν προηγουμένως, δεν είναι δυνατό να ξεπεραστούν οι βασικοί περιορισμοί τοπικής έκθεσης. Ακολουθεί ένα σχήμα και ένας πίνακας με τα τυπικά μαγνητικά πεδία των ηλεκτρικών συσκευών σε μια οικία. 37

47 Σχήμα.1 Τυπικά επίπεδα μαγνητικών πεδίων σε μια οικία [8] 38

48 Πίνακας.: στο περιβάλλον οικιακών συσκευών και εργαλείων [8] Στο περιβάλλον συσκευών επαγγελματικής χρήσεως με μεγάλες εντάσεις ρεύματος εμφανίζονται μεγάλες τιμές όπως: Ηλεκτροσυγκολλήσεις σε απόσταση 0, m - 0,9 m: 500 μτ μt Ηλεκτρικοί κλίβανοι σε απόσταση m: μέχρι 1000μT Επαγωγικές θερμάστρες σε απόσταση 0,1 m - 1 m: 900 μτ μt Από τη σύγκριση των προηγούμενων δεδομένων προκύπτει ότι οι γραμμές και οι υποσταθμοί υψηλής τάσεως, οι οποίες προκαλούν συχνά ανησυχίες λόγω των μεγάλων διαστάσεων τους, δεν προκαλούν πάντα τις μεγαλύτερες πεδιακές εντάσεις, σε σχέση με τις πεδιακές εντάσεις άλλων πηγών!.3 Σύγκριση των Πεδιακών Εντάσεων στο Περιβάλλον Διάφορων Πηγών To σχήμα.1 δείχνει τις περιοχές των πεδιακών εντάσεων στο περιβάλλον διαφόρων πηγών. Είναι έτσι δυνατή τόσο η σύγκριση των πεδίων διαφορετικών πηγών όσο και η σύγκριση των τιμών των πεδίων με τις επιτρεπόμενες οριακές τιμές. 39

49 Σχήμα.: Πεδιακές εντάσεις διαφόρων πηγών ως συνάρτηση της απόστασης x από τον άξονα των πηγών. Για εναέριες γραμμές και σιδηροδρόμους τα πεδία αναφέρονται σε ύψος 1m από το έδαφος και σε απόσταση x από τον άξονα της εναέριας γραμμής. [5] 40

50 Κεφάλαιο 3: Βιολογική Επίδραση των Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων [43, 44] 3.1 Βιολογικές Επιδράσεις και Επιδράσεις στην Υγεία Ο όρος «βιολογικές επιδράσεις» συχνά συγχέεται με τον όρο «κίνδυνος για την υγεία». Στον περιβάλλον μας υπάρχουν πολλές πηγές «βιολογικών επιδράσεων», που όμως δεν είναι απαραίτητα επικίνδυνες για την υγεία. Για να διερευνηθεί αν κάτι μπορεί να προβεί επικίνδυνο για την υγεία μας απαιτείται έρευνα από ειδικούς. «Βιολογική επίδραση» μπορεί να οριστεί ως μια αντίδραση σε ένα ερέθισμα από το περιβάλλον μας. Η επίδραση αυτή δε χρειάζεται να επιβαρύνει την υγεία μας, αφού πχ μπορεί μια σειρά βιολογικών επιδράσεων να λαμβάνει χώρα όταν εμείς αθλούμαστε ή τρώμε ένα φρούτο. Κανένα παράδειγμα από τα παραπάνω δύναται να προκαλέσει δυσμενείς επιδράσεις στην υγεία μας. Κατά τη διάρκεια της καθημερινότητάς μας, λαμβάνουμε μια πληθώρα ερεθισμάτων και το ανθρώπινο σώμα διαθέτει εξελιγμένους μηχανισμούς που το βοηθούν να προσαρμόζεται στις συνεχείς αλλαγές περιβάλλοντος. Βέβαια οι μηχανισμοί αυτοί δεν επαρκούν για τη θωράκισή μας απέναντι σε όλες τις βιολογικές επιδράσεις και για αυτό όταν λαμβάνουν χώρα ορισμένα φαινόμενα, τα οποία καταπονούν το σώμα μας για εκτεταμένα χρονικά διαστήματα είναι πιθανό να υπάρξουν δυσμενείς επιδράσεις στην υγεία μας. Δεν μπορεί να αμφισβητήσει κανείς, πως τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που ξεπερνούν ορισμένα επίπεδα, δύναται να έχουν βιολογικές επιδράσεις. Μάλιστα, έχουν θεσπιστεί και αυστηροί κανονισμοί και όρια για τα ΗΜΠ υψηλότερων επιπέδων που αποδεδειγμένα βλάπτουν τον ανθρώπινο οργανισμό. Πειραματικά δεδομένα υποδεικνύουν πως η βραχυπρόθεσμη έκθεση στα επίπεδα των ΗΜΠ που υπάρχουν στο καθημερινό μας περιβάλλον δεν προκαλεί κάποια δυσμενή επίδραση στην υγεία μας. Ωστόσο οι ανησυχίες επικεντρώνονται στις μακροπρόθεσμες επιδράσεις των χαμηλόσυχνων πεδίων στην υγεία μας, καθώς η έκθεσή μας σε αυτά είναι καθημερινή και συνεχής. 3. Εκτεταμένες Ανησυχίες για την Υγεία Ρίχνοντας μια ματιά σε διάφορα δημοσιογραφικά άρθρα, μπορούμε να σχηματίσουμε μια πρώτη άποψη όσον αφορά τις ανησυχίες του κοινού για τις εκπομπές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Έτσι λοιπόν βρίσκει κανείς άρθρα για την εν δυνάμει επικινδυνότητα των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, των φούρνων μικροκυμάτων, των κινητών τηλεφώνων ή και των σταθμών βάσης της κινητής τηλεφωνίας Το Διεθνές Πρόγραμμα για τα Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας, WHO ανταποκρίθηκε άμεσα στις εκτεταμένες ανησυχίες που εκφράζονταν για τη δημόσια υγεία και αφορούσαν την ανθρώπινη έκθεση στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία κι έτσι το 1996 άρχισε μια μεγάλη διεπιστημονική έρευνα. Αυτή η έρευνα του WHO αποτελεί και το Διεθνές πρόγραμμα για τα ΗΜΠ (International EMF Project) και απαρτίζεται από όλες τις μέχρι σήμερα αποκτηθείσες γνώσεις για την έκθεση των ανθρώπων στα ΗΜΠ. 41

51 3.. Εργασίες και Μελέτες πάνω στην Επίδραση της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας [45] Στο σχήμα 3.1 φαίνεται ο ετήσιος αριθμός (μέχρι το 007) των δημοσιεύσεων σε επιστημονικά περιοδικά που αφορούν τις επιδράσεις των ηλεκτρικών, μαγνητικών και ΗΜΠ στην ανθρώπινη υγεία, βάσει καταχωρήσεων στην βιβλιογραφική βάση δεδομένων του Ερευνητικού Κέντρου Ηλεκτρομαγνητικής Περιβαλλοντικής Συμβατότητας, FEMU, (Forschungszentrum für Elektro-Magnetische Umweltverträglichkeit) του Πανεπιστημίου Aachen της Γερμανίας. Από αυτό το σχήμα μπορεί να δει κανείς τόσο το μεγάλο ρυθμό αύξησης του αριθμού των σχετικών δημοσιευμάτων με την πάροδο των ετών, όσο και το συνολικό μεγάλο αριθμό των δημοσιεύσεων. Οι δημοσιεύσεις αυτές αναφέρονται κυρίως σε θέματα ιατρικής, βιολογίας, ηλεκτροτεχνίας, δοσιμετρίας και επιδημιολογίας. Η στάθμιση όλων των σχετικών εργασιών για την εξαγωγή γενικών συμπερασμάτων ως προς τις επιδράσεις των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων στην υγεία απαιτεί την συνεργασία πολλών κλάδων της επιστήμης και γίνεται βάσει διεθνώς αποδεκτών κριτηρίων. Η εκτίμηση των επιδράσεων γίνεται από έγκυρους φορείς με κατάλληλη διεπιστημονική σύνθεση. Τα αποτελέσματα των πειραματικών εργασιών (εργασίες σε κύτταρα, ιστούς, πειραματόζωα, εθελοντές) γίνονται αποδεκτά εάν: παρέχεται πλήρης περιγραφή της πειραματικής τεχνικής και της δοσιμετρίας όλα τα δεδομένα έχουν αναλυθεί πλήρως και αντικειμενικά τα αποτελέσματα δείχνουν υψηλό βαθμό στατιστικής σημασίας, είναι μετρήσιμα και επιδέχονται ανεξάρτητη επιβεβαίωση οι ίδιες επιδράσεις μπορούν να αναπαραχθούν από ανεξάρτητα εργαστήρια. Στις επιδημιολογικές εργασίες συγκρίνεται ο αριθμός των περιπτώσεων ασθενών μιας ομάδας εκτιθέμενης σε ένα παράγοντα με τον αριθμό των περιπτώσεων μιας μη εκτιθέμενης ομάδας και τα αποτελέσματά τους γίνονται αποδεκτά, εάν ακολουθήθηκε επιστημονικά δόκιμη μεθοδολογία και εάν παρέχονται όλα τα δεδομένα, από τα οποία προκύπτουν τα συμπεράσματα. Συχνά μεθοδολογικά σφάλματα είναι η περιορισμένη αντικειμενικότητα κατά την συγκρότηση των δύο ομάδων (π.χ. η ένταξη ατόμων στην εκτιθέμενη ομάδα επειδή είναι ασθενή), ο ανακριβής καθορισμός της έκθεσης, η εξαγωγή συμπερασμάτων από μικρό αριθμό περιπτώσεων, καθώς και η αδυναμία απομόνωσης υπεισερχομένων επιβλαβών παραγόντων (αγνόηση άλλων παραγόντων που θα μπορούσαν να προκαλέσουν τις επιπτώσεις που αποδίδονται στον υπό διερεύνηση παράγοντα). Τα όρια των πεδιακών εντάσεων για την προστασία της υγείας πρέπει να βασίζονται σε εξασφαλισμένες επιστημονικές γνώσεις και να μην επηρεάζονται από οικονομικά και πολιτικά κριτήρια. Τα όρια αυτά προκύπτουν από την κριτική θεώρηση όλων των σχετικών επιστημονικών εργασιών από φορείς με διεπιστημονική σύνθεση όπως είναι η ICNIRP, η οποία προβαίνει στην εξέταση όλων των νεώτερων επιστημονικών εργασιών βάσει ποιοτικών κριτηρίων [46]. 4

52 Σε μία από τις πιο πρόσφατες μελέτες που εκπονήθηκαν (έκτασης 500 περίπου σελίδων), δεν προέκυψε η ανάγκη αλλαγής των ορίων. Σε αυτό το σημείο αξίζει να επαναλάβουμε ότι τα όρια εντάσεων των ηλεκτρικών και των μαγνητικών πεδίων στους κανονισμούς δεν είναι και όρια επικινδυνότητας, αλλά εμπεριέχουν πολύ μεγάλους συντελεστές ασφαλείας, ώστε να καλύπτονται οι ασάφειες από την περιορισμένη γνώση σχετικά με την επίδραση των πεδίων και να πληρούται η απαίτηση για την πρόληψη δυσμενών επιδράσεων. Εμφανίζονται έτσι αποκλίσεις μεταξύ των οριακών τιμών των κανονισμών, επειδή οι συντελεστές ασφαλείας δεν είναι κοινοί για όλους τους κανονισμούς. Σχήμα 3.1: Αριθμός καταχωρημένων δημοσιεύσεων σε επιστημονικά περιοδικά που αφορούν τις επιδράσεις των ηλεκτρικών, μαγνητικών και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην υγεία ανά έτος έως [45] 43

53 Για να αξιολογηθεί αποτελεσματικά τυχόν δυσμενή επίδραση την ΗΜΠ στην υγεία μας είναι απαραίτητη η διεξαγωγή ενός «μίγματος» μελετών, όπως βλέπουμε και στο σχήμα, σε διαφορετικούς τομείς της έρευνας. Κάθε τύπος μελέτης θα εξετάζει και μια ξεχωριστή πλευρά του προβλήματος. Οι εργαστηριακές κυτταρικές μελέτες προσπαθούν να διερευνήσουν τη βιολογική επίδραση της έκθεσης σε ΗΜΠ και να εντοπίσουν τυχόν προκαλούμενους από τα ΗΜΠ βιολογικούς μηχανισμούς, αφαιρώντας κύτταρα ή τμήματα ιστού. Άλλες μελέτες, στις οποίες χρησιμοποιούνται ζώα, δίνουν μια πιο πιστή εικόνα της πραγματικότητας. Εδώ, παρέχονται αποδείξεις που σχετίζονται άμεσα με τον προσδιορισμό των επιπέδων ασφαλείας για την έκθεση των ανθρώπων και συχνά χρησιμοποιούνται πολλά διαφορετικά επίπεδα πεδίων, προκειμένου να διερευνηθούν οι σχέσεις δράσης - αντίδρασης. Σημαντικές πληροφορίες για τις μακροπρόθεσμες επιδράσεις της ανθρώπινης έκθεσης σε ΗΜΠ μας δίνουν και οι επιδημιολογικές μελέτες. Το συγκεκριμένο είδος μελετών διερευνά τα αίτια και την κατανομή των παθήσεων σε πραγματικές καταστάσεις, σε κοινότητες και επαγγελματικές ομάδες. Γίνεται μια προσπάθεια λοιπόν ώστε να συσχετιστεί στατιστικά η έκθεση σε ΗΜΠ και οι δυσμενείς επιδράσεις στην υγεία. Τα μειονεκτήματα των επιδημιολογικών μελετών είναι ότι είναι πολύ ακριβές, καθώς και το γεγονός ότι εξετάζουν ακόμη και εξαιρετικά σύνθετα δείγματα (πληθυσμούς) με αποτέλεσμα ο έλεγχος και ο εντοπισμός των επιδράσεων μικρής έκτασης να είναι ιδιαίτερα δύσκολοι. Έτσι λοιπόν, όταν μια ομάδα επιστημόνων καλείται να αποφασίσει σχετικά με τις εν δυνάμει βλαβερές επιδράσεις στην υγεία, αξιολογεί σφαιρικά, λαμβάνοντας υπόψη της τα αποτελέσματα όλων των διαφορετικών τύπων μελετών. Για να γίνει πιο κατανοητός ο λόγος για τον οποίο είναι απαραίτητη η ταυτόχρονη εξέταση πολλών ειδών μελετών, παρατίθεται ένα παράδειγμα: Ας σκεφτούμε λοιπόν πως πρέπει να λύσουμε ένα σταυρόλεξο. Για να είμαστε απόλυτα σίγουροι για τη λύση του, θα πρέπει να γνωρίζουμε την απάντηση και για τις δέκα ερωτήσεις που το απαρτίζουν. Εμείς όμως έχουμε βρει τις επτά κι έτσι μπορούμε να μαντέψουμε τις λέξεις που υπολείπονται. Ωστόσο με αυτά τα τρία γράμματα μπορεί να σχηματίζεται και άλλη λέξη, οπότε η βεβαιότητά μας δε μπορεί να είναι απόλυτη. Το ίδιο συμβαίνει και με την επιστήμη. Κάθε «απάντηση» αυξάνει τη βεβαιότητα των υποθέσεών της κι έτσι μπορεί να μη μπορέσει ποτέ να συλλέξει όλες τις απαντήσεις, αλλά όσο πιο ακλόνητα στοιχεία συλλέξει, τόσο πιο αξιόπιστη θα είναι η «λύση» που θα μαντέψει Συμπεράσματα από την Επιστημονική Έρευνα Ο μεγάλος αριθμός των εργασιών και άρθρων (περίπου 5000) για τις βιολογικές επιδράσεις της μη ιοντίζουσας ακτινοβολίας μας έχει δώσει εκτεταμένες επιστημονικές γνώσεις για τα ΗΜΠ και την έκθεσή μας σε αυτά. Παρόλα αυτά ένα κομμάτι του κοινού υποστηρίζει ότι θα έπρεπε να διερευνηθεί περαιτέρω αυτό το θέμα. Μπορεί ο WHO να 44

54 συμπέρανε, βάσει των υφιστάμενων στοιχείων των εργασιών, ότι δεν υπάρχουν εμφανείς βιολογικές επιδράσεις των ΗΜΠ χαμηλών επιπέδων, όμως ακόμα κι έτσι, συναντώνται κάποια κενά στις γνώσεις μας περί των επιδράσεων των ΗΜΠ στην ανθρώπινη υγεία, για τα οποία απαιτείται περαιτέρω έρευνα. 3.3 Επιδράσεις στην Υγεία Επιδράσεις στη Γενική Κατάσταση της Υγείας Έχουν υπάρξει ορισμένες περιπτώσεις ατόμων που δήλωσαν πως τα χαμηλά επίπεδα των ΗΜΠ στην οικία τους ήταν υπεύθυνα για την εκδήλωση ετερογενών συμπτωμάτων, όπως κατάθλιψη, κόπωση, πονοκέφαλοι και ναυτία. Μέχρι σήμερα δεν έχει αποδειχθεί επιστημονικά η ύπαρξη μιας τέτοιας σχέσης και η επιστημονική κοινότητα πιστεύει πως τα συμπτώματα οφείλονται σε άλλους παράγοντες του περιβάλλοντος ή στο άγχος που πιθανόν να έχουν σχετικά με την έλευση των νέων τεχνολογιών Επιδράσεις στην Έκβαση της Εγκυμοσύνης Μελέτες του WHO, αλλά και άλλων σχετικών οργανισμών έχουν εξετάσει μια μεγάλη ποικιλία πηγών και τύπων έκθεσης των εγκύων σε ΗΜΠ τόσο στο εργασιακό, όσο και στο περιβάλλον της οικίας τους, καθώς έχουν υπάρξει αναφορές για πιθανή συσχέτισή τους από εργαζόμενους στο χώρο των ηλεκτρονικών. Πηγές ΗΜΠ όπως οι οθόνες των Η/Υ, οι ηλεκτρικές κουβέρτες ή ακόμη και οι συσκευές συγκόλλησης (που εμφανίζουν υψηλότερα επίπεδα ΗΜΠ) δε δείχνουν να σχετίζονται με την αύξηση των πιθανοτήτων ανεπιθύμητων εκβάσεων της εγκυμοσύνης, όπως αποβολές ή λιποβαρή νεογνά Καταρράκτης Έχουν υπάρξει περιστατικά ανθρώπων που υποστήριζαν ότι η έκθεσή τους σε υψηλά επίπεδα ραδιοσυχνοτήτων και μικροκυμάτων ήταν υπεύθυνη για ερεθισμό των ματιών τους ή ακόμα και για εμφάνιση καταρράκτη. Ωστόσο, μελέτες και πειράματα που εκπονήθηκαν για τη διερεύνηση μιας τέτοιας σχέσης δεν κατέδειξαν κάτι ανησυχητικό, εκτός και αν είναι τέτοια η συχνότητα των ΗΜΠ ώστε να είναι θερμικά επικίνδυνα για τους οφθαλμούς. Τέτοιων ειδών πεδία όμως, δεν αναπτύσσονται σε τοποθεσίες στις οποίες εκτίθεται το ευρύ κοινό Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία και Καρκίνος [47] Εδώ εκδηλώνονται οι πιο εκτεταμένες ανησυχίες. Έχει γίνει πληθώρα μελετών πάνω στις πιθανές επιδράσεις των ΗΜΠ, όσον αφορά την αύξηση του κινδύνου εμφάνισης καρκινικών όγκων, ωστόσο τα συμπεράσματα είναι πολύ αντιφατικά. Αυτό βέβαια που έχει καταστεί σαφές είναι ότι αν υπάρχει κάποια επίδραση των ΗΜΠ που να αφορά την εμφάνιση καρκίνου, η αύξηση του κινδύνου θα είναι απειροελάχιστη. Μπορεί τα αποτελέσματα των 45

55 ερευνών να είναι συγκεχυμένα, ωστόσο στο σύνολό τους δεν έχει εντοπιστεί κάποια μεγάλη αύξηση του ρίσκου για εμφάνιση οποιαδήποτε μορφής καρκίνου. Ορισμένες επιδημιολογικές μελέτες καταδεικνύουν ότι η συνεχής έκθεση σε χαμηλόσυχνα ΗΜΠ μέσα στην οικία προκαλεί μικρές αυξήσεις της πιθανότητας εμφάνισης λευχαιμίας σε παιδιά. Πάντως η επιστημονική κοινότητα δεν έχει αποφανθεί για το εάν αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν την ύπαρξη της σχέσης αιτίας - αιτιατού ανάμεσα στην έκθεση στα πεδία και τη νόσο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι εργαστηριακές έρευνες που έλαβαν χώρα δεν κατάφεραν να παρουσιάσουν επαναλαμβανόμενες επιδράσεις που να επιβεβαιώνουν την υπόθεση ότι η έκθεση σε ΗΜΠ προκαλεί ή συμβάλλει στην εμφάνιση καρκινικών όγκων. Στις μέρες μας εκπονούνται διάφορες μελέτες ευρείας κλίμακας, οι οποίες ενδέχεται να βοηθήσουν στην επίλυση αυτών των θεμάτων Η Εκτίμηση της ιεθνούς Υπηρεσίας Έρευνας για τον Καρκίνο Η ΔΥΕΚ (IARC, International Agency of Research on Cancer) είναι η ερευνητική υπηρεσία του WHO, που είναι κατεξοχήν υπεύθυνη για οποιαδήποτε ερευνητική δραστηριότητα για τον καρκίνο. Το 001 μια ειδική ομάδα της IARC επεξεργάστηκε το σύνολο όλων των διαφορετικών τύπων των μελετών που σχετίζονταν με τα εξαιρετικά χαμηλόσυχνα ΗΜΠ και ταξινόμησε τα ELF πεδία ως ένα «ενδεχοµένως καρκινογόνο στον άνθρωπο» παράγοντα, βασιζόμενη στις ενδείξεις των επιδημιολογικών μελετών πάνω στην παιδική λευχαιμία. Αποτελέσματα άλλων μελετών που περιλάμβαναν ενδείξεις για άλλες μορφές καρκίνου σε σχέση με τα χαμηλόσυχνα ΗΜΠ δε θεωρήθηκαν ταξινομήσιμα, καθώς οι επιστημονικές πληροφορίες που παρείχαν ήταν ανεπαρκείς ή ατεκμηρίωτες. Ο χαρακτηρισμός των ELF πεδίων ως «ενδεχοµένως καρκινογόνα στον άνθρωπο» είναι µία ταξινόµηση, που χρησιμοποιείται για παράγοντες για τους οποίους υπάρχουν περιορισμένες ενδείξεις καρκινογένεσης στους ανθρώπους και λιγότερο από επαρκείς ενδείξεις καρκινογένεσης στις μελέτες πάνω σε ζώα. Αυτή η κατηγορία παραγόντων της IARC είναι η ασθενέστερη από τις τρεις κατηγορίες (1 η : «καρκινογόνο στον άνθρωπο», η «πιθανώς καρκινογόνο στον άνθρωπο» και 3 η «ενδεχοµένως καρκινογόνο στον άνθρωπο») που αποσκοπούν στη -βασισμένη σε δημοσιευμένες επιστημονικές ενδείξεις- ταξινόμηση των πιθανά καρκινογόνων ουσιών. Στον παρακάτω πίνακα παρατίθενται παραδείγματα γνωστών ουσιών που έχουν ταξινομηθεί από την IARC. 46

56 Ταξινόμηση 1 η : Καρκινογόνο στον άνθρωπο (συνήθως βασίζεται σε δυνατές ενδείξεις καρκινογένεσης στους ανθρώπους) η : Πιθανώς Καρκινογόνο στον άνθρωπο (συνήθως βασίζεται σε δυνατές ενδείξεις καρκινογένεσης σε πειραματόζωα) 3 η : Ενδεχομένως Καρκινογόνο στον άνθρωπο (συνήθως βασίζεται σε ενδείξεις στον άνθρωπο, οι οποίες θεωρούνται αξιόπιστες, αλλά δεν µπορούν να αποκλειστούν κάποιες επεξηγήσεις) Παραδείγματα ουσιών Αμίαντος Αέριο μουστάρδας Καπνός Ακτινοβολία γ Αέριο εσωτερικής καύσης πετρελαιομηχανών Λυχνίες Υπεριώδης Ακτινοβολία Φορμαλδεΰδη Καφές Στυρένιο Αέριο εσωτερικής καύσης βενζινομηχανών Ατμοί συγκόλλησης μετάλλων (ηλεκτροοξυγονο-κόλληση) Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Πίνακας 3.1 Γνωστές ουσίες που έχουν ταξινομηθεί από την IARC Υπερευαισθησία στα Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία και Κατάθλιψη Κάποιες μεμονωμένες περιπτώσεις ανθρώπων αναφέρουν υπερευαισθησία στα ηλεκτρικά η μαγνητικά πεδία ρωτώντας αν τα διάφορα άλγη που κατά καιρούς εμφανίζονται θα μπορούσαν να συνδέονται με την έκθεση σε ΗΜΠ. Κάποια από τα εκδηλωθέντα συμπτώματα αυτών των ατόμων είναι πονοκέφαλοι, κατάθλιψη, λήθαργος, διαταραχές ύπνου ή ακόμα και επιληπτικές κρίσεις. Οι επιστημονικές αποδείξεις για αυτήν την «υπερευαισθησία» στα ΗΜΠ είναι ελάχιστες. Μάλιστα πρόσφατες μελέτες σε σκανδιναβικές χώρες έδειξαν ότι τα άτομα δεν επιδεικνύουν σταθερές αντιδράσεις ούτε υπό κατάλληλα ελεγχόμενες συνθήκες έκθεσης σε ΗΜΠ. Ακόμη, αγνοείται η ύπαρξη κάποιου αποδεκτού βιολογικού μηχανισμού που να εξηγεί την υπερευαισθησία. Η έρευνα στο συγκεκριμένο τομέα παρουσιάζει πολλές δυσκολίες, καθώς τα συμπτώματα των ανθρώπων είναι καθαρά υποκειμενικά και δε μπορούν να ελεγθούν εύκολα. 3.4 Η Έμφαση της Τρέχουσας και της Μελλοντικής Έρευνας Ένα μεγάλο κομμάτι των τρεχουσών ερευνών μελετά τη σχέση της έκθεσης σε ΗΜΠ με την εμφάνιση καρκίνου, τη σύγχρονη μάστιγα της κοινωνίας μας, αν και με μειωμένους ρυθμούς σε σχέση με την προηγούμενη δεκαετία. Πολλές έρευνες εκπονούνται και για τις μακροπρόθεσμες επιδράσεις στην υγεία από τη χρήση των κινητών τηλεφώνων. Μέχρι στιγμής δεν έχει βρεθεί κάτι ανησυχητικό, αλλά με γνώμονα την ανησυχία του κοινού όσο αφορά την ασφαλή χρήση των κινητών τηλεφώνων, οι έρευνες συνεχίζονται, ώστε να προσδιοριστούν τυχόν μη-προφανείς επιδράσεις. 47

57 3.4.1 Πρόοδος της Έρευνας Εάν τελικά τα ΗΜΠ έχουν δυσμενείς επιδράσεις πάνω στην ανθρώπινη υγεία, τότε θα πρέπει να υπάρχουν αυτές οι συνέπειες σε όλες τις εκβιομηχανισμένες χώρες. Η κοινωνία απαιτεί βέβαιες απαντήσεις στην ερώτηση που υποβάλλει όλο και πιο πιεστικά στην επιστημονική κοινότητα και αφορά την πρόκληση διαφόρων συμπτωμάτων από την καθημερινή μας έκθεση σε ΗΜΠ. Πολλές φορές τα μέσα μαζικής ενημέρωσης εμφανίζονται σαν αγγελιοφόροι οριστικών απαντήσεων. Αυτό όμως, δεν πρέπει να μας πείθει ότι αυτές οι απαντήσεις υπάρχουν και οφείλουμε να κρίνουμε προσεκτικά ό,τι πληροφορίες φθάνουν σε μας, λαμβάνοντας παράλληλα υπόψη μας ότι το κύριο μέλημα των μέσων μαζικής ενημέρωση δεν είναι η εκπαίδευση. Είναι πολύ πιθανό, ένας δημοσιογράφος να επιλέξει να μεταφέρει στο κοινό ένα θέμα, το οποίο στερείται επιστημονικής βάσης, αλλά είναι «πιασάρικο». Οι καινοφανείς τίτλοι που προκαλούν αίσθηση και αφορούν όσο το δυνατόν μεγαλύτερο κοινό επιτυγχάνουν αυτό το στόχο. Έτσι λοιπόν, ο μεγάλος αριθμός μελετών από τις οποίες μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι τα ΗΜΠ είναι ακίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία τυγχάνουν μικρής ή και μηδενικής δημοσιογραφικής κάλυψης. Η επιστημονική κοινότητα δε μπορεί προς το παρόν να εγγυηθεί την απόλυτη ασφάλεια της συνεχούς έκθεσης σε ΗΜΠ, ωστόσο η εξέλιξη των μελετών βρίσκεται γενικά σε καθησυχαστικό επίπεδο Δυσκολίες στον Αποκλεισμό της Πιθανότητας πολύ μικρών Ρίσκων Συμπεράσματα των διαφόρων ερευνών όπως «Δεν υπάρχουν πειστικά στοιχεία για τη δυσμενή επίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην υγεία» ή «Δεν έχει επιβεβαιωθεί κάποια σχέση αιτίας-αποτελέσματος μεταξύ των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και του καρκίνου» μοιάζουν σαν υπεκφυγές μιας οριστικής απάντησης. Γιατί όμως συμβαίνει αυτό κι έτσι συνεχίζεται η έρευνα, παρόλο που ήδη έχει προκύψει ότι δεν υπάρχει κάποια επίδραση της έκθεσής μας σε ΗΜΠ; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι απλή. Οι μελέτες που αφορούν την ανθρώπινη υγεία μπορεί να εντοπίζουν με μεγάλη επιτυχία επιδράσεις μεγάλης κλίμακας, όπως τη σύνδεση του καπνίσματος και του καρκίνου αλλά δυστυχώς δε συμβαίνει το ίδιο όταν η επίδραση είναι ασθενής ή μηδαμινή. Για παράδειγμα, αν τα ΗΜΠ ήταν ισχυροί καρκινογόνοι παράγοντες θα είχε αποδειχθεί αυτό το γεγονός ως τώρα, ενώ αν ήταν ασθενείς καρκινογόνοι παράγοντες, θα ήταν πολύ πιο δύσκολο να δοθεί μια απάντηση. Έτσι λοιπόν, η επιστημονική κοινότητα δεν πρέπει να επαναπαύεται με το γεγονός πως δεν έχει δειχθεί ακόμα κάποια συσχέτιση μεταξύ των χαμηλόσυχνων ΗΜΠ και οποιωνδήποτε βλαβερών επιδράσεων στην υγεία. Η απουσία κάποιας επίδρασης (σύμφωνα με τις έρευνες) θα μπορούσε να ερμηνευτεί ως πραγματική απουσία κάποιας επίδρασης. Θα μπορούσε όμως και να ισχύει ότι η επίδραση δεν είναι ανιχνεύσιμη με τη μέθοδο που εφαρμόζεται στη συγκεκριμένη μελέτη. Με αυτόν τον τρόπο συμπεραίνουμε ότι τα αρνητικά αποτελέσματα μιας έρευνας είναι πολύ λιγότερο πειστικά σε σχέση με τα αδιάσειστα, θετικά αποτελέσματα. Βέβαια, οι απόψεις της πλειοψηφίας των επιστημόνων και γιατρών συγκλίνουν στο γεγονός ότι τυχόν επιδράσεις των ΗΜΠ στην υγεία είναι μηδαμινές σε σχέση με άλλους παράγοντες της καθημερινότητάς μας, όπως πχ. η καθιστική ζωή. 48

58 3.4.3 Τι Επιφυλάσσει το Μέλλον; Σκοπός του International EMF Project είναι τόσο η έναρξη όσο και ο συντονισμός των διάφορων ερευνών για τα ΗΜΠ ανά την υφήλιο, προκειμένου να δοθεί μια σφαιρική, διεπιστημονικά τεκμηριωμένη απάντηση στις ανησυχίες του κοινού. Αυτή η «απάντηση» θα περιλαμβάνει τα αποτελέσματα όλων των διαφορετικών τύπων (βιολογικές, σε ζώα, επιδημιολογικές) ερευνών, προκειμένου να έχουμε την πληρέστερη δυνατή εικόνα για τις μακροπρόθεσμες επιδράσεις της έκθεσης σε ΗΜΠ. 3.5 Επιπτώσεις από τις Εκτεταμένες Ανησυχίες του Κοινού Συχνά τίθεται το θέμα των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων, μετά την προσθήκη στο σύστημα μιας νέας γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας. Σχεδόν πάντα θεωρείται ότι η λειτουργία μιας νέας γραμμής προκαλεί πρόσθετη έκθεση σε μαγνητικό πεδίο και συνεπώς η καθυστέρηση ενάρξεως λειτουργίας της, ή ακόμη και η ματαίωση της κατασκευής της, αποτελούν μια συμβολή στην προστασία της δημόσιας υγείας, βάσει της αρχής της πρόληψης. Όπως προκύπτει, όμως, από τα παρακάτω, η θεώρηση αυτή, όσο εύλογη και αν φαίνεται, είναι εσφαλμένη! Η συνολική ένταση του ρεύματος για την τροφοδότηση μιας περιοχής με ηλεκτρική ενέργεια προκύπτει από το φορτίο της περιοχής και είναι, για δεδομένη τάση, ανεξάρτητη από τον αριθμό των γραμμών. Η λειτουργία και δεύτερης όμοιας γραμμής, με ισοκατανομή του φορτίου στις δυο γραμμές, συνεπάγεται τη μείωση της μέγιστης τιμής της μαγνητικής επαγωγής στο ήμισυ της αρχικής τιμής, εφόσον οι γραμμές βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Η μείωση αυτή είναι ακόμα μεγαλύτερη, εάν οι γραμμές οδεύουν παράλληλα και σε μικρή απόσταση. Με τη λειτουργία των δυο γραμμών επιτυγχάνεται επίσης μείωση της μέσης τιμής της μαγνητικής επαγωγής στο περιβάλλον των γραμμών. Η ίδια συμπεριφορά διαπιστώνεται και στην περίπτωση προσθήκης και τρίτης, τέταρτης κλπ γραμμής. Προκύπτει συνεπώς ότι η λειτουργία νέας γραμμής δεν προκαλεί πρόσθετη περιβαλλοντική επιβάρυνση από πλευράς μαγνητικών πεδίων, αλλά τουναντίον επιφέρει συνολικά μείωση των πεδίων. Η καθυστέρηση λειτουργίας νέων γραμμών, για να περιορισθεί η έκθεση του κοινού σε μαγνητικά πεδία, στερείται επιστημονικής βάσης και επιφέρει το αντίθετο αποτέλεσμα! Εκτός των αυξημένων πεδίων η καθυστέρηση λειτουργίας νέας γραμμής έχει τις ακόλουθες πολύ δυσμενείς επιπτώσεις: Λειτουργία με υψηλές απώλειες ενέργειας: Η σπατάλη αυτή, όπως και κάθε σπατάλη ενέργειας, προκαλεί μια αδικαιολόγητη περιβαλλοντική επιβάρυνση. Εξασθένηση του συστήματος Η καθυστέρηση έναρξης λειτουργίας νέων γραμμών δεν έχει μόνο οικονομικές επιπτώσεις, αλλά και ποιοτικές όσον αφορά την παρεχόμενη ενέργεια (συνεχής τροφοδότηση, σταθερή τάση, σταθερή συχνότητα). Η εξασθένηση των συστημάτων 49

59 ηλεκτρικής ενέργειας, λόγω μη λειτουργίας των αναγκαίων εφεδρειών, αυξάνει την πιθανότητα διακοπών. Οι διακοπές στην τροφοδότηση ηλεκτρικής ενέργειας έχουν δυσμενέστατες επιπτώσεις στην ποιότητα ζωής, ιδιαίτερα όταν είναι μεγάλης διαρκείας (πχ αλλοίωση τροφίμων, μη λειτουργία κεντρικών θερμάνσεων, διακοπή υδροδότησης λόγω μη λειτουργίας των αντλιοστασίων κλπ). Οι διακοπές όμως έχουν επιπτώσεις και στην ίδια ανθρώπινη ζωή, πχ αναβολή επειγουσών χειρουργικών επεμβάσεων, διακοπές κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων, διακοπές τροφοδότησης ηλεκτρικών συσκευών συνδεδεμένων με ανθρώπους κλπ. Οι ενδεχόμενες εφεδρικές τροφοδοτήσεις, συνήθως από ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη, είναι μειωμένης αξιοπιστίας και δεν επαρκούν για την κάλυψη όλων των φορτίων. Η αρχή της πρόληψης επιβάλλει συνεπώς την κατά το δυνατόν ταχύτερη κατασκευή και λειτουργία των έργων και όχι την καθυστέρηση έναρξης λειτουργίας τους! 3.6 Μέτρα για τον Προληπτικό Περιορισμό της Ανθρώπινης Έκθεσης σε ΗΜΠ [47] Μετά την ταξινόμηση των εξαιρετικά χαμηλόσυχνων ΗΜΠ ως «ενδεχοµένως καρκινογόνα στον άνθρωπο», αυτό που αναμένεται είναι πρόσθετες επεξηγήσεις για τη συσχέτιση ανάμεσα στην έκθεση σε ΗΜΠ και την ανάπτυξη παιδικής λευχαιμίας που έχει παρατηρηθεί. Επιπροσθέτως, χρειάζεται να εκπονηθούν νέες επιδημιολογικές και άλλες έρευνες, ώστε να μελετηθεί η έκθεση σε άλλα είδη πεδίων πέρα από τα ELF. O WHO έχει προτείνει ένα πλήρες, σαφές πρόγραμμα και αναμένεται η ολοκλήρωσή του σε μερικά χρόνια. Με τη βοήθεια του EMF Project, οι εθνικές αρχές καλούνται να εξισορροπήσουν τα οφέλη της ηλεκτρικής ενέργειας έναντι πιθανών κινδύνων στην υγεία και να αποφασίσουν για τη λήψη τυχόν προληπτικών μέτρων. Η λήψη προστατευτικών μέτρων για την έκθεση σε ELF πεδία δεν είναι εύκολη υπόθεση, καθώς δε γνωρίζουμε ούτε ποιου είδους πεδίο μπορεί να συνδέεται με την ανάπτυξη λευχαιμίας κατά την παιδική ηλικία, αλλά ούτε και αν προκαλείται από τα χαμηλόσυχνα ΗΜΠ κάτι τέτοιο. Μια προσέγγιση αυτού του θέματος θα ήταν η υιοθέτηση μιας εθελοντικής πολιτικής, που να αποσκοπεί στη εύρεση ενός τρόπου για τη μείωση της έκθεσης στα ELF πεδία, με ταυτόχρονη αντιστάθμιση του κόστους. Κάποια ενδεικτικά προληπτικά µέτρα αναφέρονται περιληπτικά παρακάτω: Το κράτος και η βιομηχανία πρέπει να γνωρίζουν τις τελευταίες εξελίξεις των μελετών για την έκθεση στα ΗΜΠ και οφείλουν να ενημερώνουν το κοινό για τις ενδεχόμενες επιπτώσεις τους. Ακόμη θα πρέπει να προάγουν τέτοιου τύπου μελέτες και να διατυπώνουν προτάσεις για ασφαλείς και οικονομικές διαδικασίες μείωσης της έκθεσης στα ΗΜΠ. 50

60 Τα Άτοµα μπορούν να ελαττώσουν την υπερβολική χρήση ορισμένων ηλεκτρικών συσκευών (πχ φούρνοι μικροκυμάτων), προκειμένου να μειώσουν την έκθεσή τους στα ΗΜΠ. Ακόμη, θα μπορούσαν να αυξήσουν την απόστασή τους από μια πηγή πεδίων υψηλών επιπέδων για τον ίδιο σκοπό. Οι εγκαταστάτες γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας (ΔΕΗ) πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους τις ανησυχίες του κοινού που επιφέρει η εγκατάσταση μιας νέας γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας και να τη φέρνει εις πέρας έχοντας κατά νου τεχνικές και τρόπους μείωσης της έκθεσης των ανθρώπων σε ΗΜΠ. Η ύπαρξη ενός αποτελεσματικού συστήματος πληροφόρησης για την υγεία και την επικοινωνία ανάμεσα σε όλες τις εμπλεκόμενες οντότητες (επιστημονική κοινότητα, κράτη, βιομηχανία, κοινό), προκειμένου να προωθηθεί η γενική ενημέρωση σε προγράμματα που συμβάλλουν στην απομυθοποίηση των «ενδεχομένως επικίνδυνων για τον άνθρωπο» εξαιρετικά χαμηλόσυχνων ΗΜΠ και να περιορίσει οποιαδήποτε δυσπιστία ή φόβο. 51

61 Κεφάλαιο 4 : Ανασκόπηση Προτύπων για Μετρήσεις Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας, μπορούν να ακολουθηθούν τα πρότυπα IEC και EN 50413, ώστε να μετρηθούν αποτελεσματικά τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία και να συνταχθεί μια σαφής έκθεση αξιολόγησης. Πρότυπο IEC [48] Ο IEC (International Electrotechnical Commission) είναι ένας παγκόσμιος οργανισμός που συνεργάζεται με εθνικές ηλεκτροτεχνικές επιτροπές για την τυποποίηση οτιδήποτε έχει σχέση με τον ηλεκτρισμό και τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Κύρια απασχόληση του αποτελεί η δημοσίευση διεθνών προτύπων όπως το IEC 61786:98: «Measurement of low-frequency magnetic and electric fields with regard to exposure of human beings Special requirements for instruments and guidance for measurements». Πρότυπο EN [49] Το ευρωπαϊκό πρότυπο EN Basic standard on measurement and calculation procedures for human exposure to electric, magnetic and electromagnetic fields (0 Hz GHz) χρησιμοποιείται για τη μέτρηση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Γενικά, ένα ευρωπαϊκό πρότυπο όπως το EN πρέπει να έχει υιοθετηθεί από έναν από τους τρεις ευρωπαϊκούς μηχανισμούς τυποποίησης ή αλλιώς ESOs (European Standardization Organizations),οι οποίοι είναι οι: CEN (European Committee for Standardization),CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization) και ETSI (European Telecommunications Standards Institute) Στις μετρήσεις μας λοιπόν θα ακολουθήσουμε το πρότυπο IEC 61786, λαμβάνοντας όμως παράλληλα υπόψη και το πρότυπο EN 50413, το οποίο μας παρέχει γνώσεις για μέτρηση και επεξεργασία των μετρήσεων των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων όλων των συχνοτήτων. 4.1 Σκοπός [48] Έτσι λοιπόν αυτό το πρότυπο υποδεικνύει μεθόδους για τη μέτρηση και τον υπολογισμό των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που σχετίζονται με την εκτίμηση της ανθρώπινης έκθεσης στην περιοχή συχνοτήτων από 15 Hz έως 9 khz. Ασχολείται κυρίως με την ένταση ΗΜΠ (ηλεκτρομαγνητικών πεδίων) και με την πυκνότητα ισχύος που μπορεί να μετρηθεί ή να υπολογιστεί σε ελεύθερο χώρο και περιλαμβάνει τη μέτρηση και τον υπολογισμό των ποσοτήτων στο εσωτερικό του σώματος που αποτελεί τη βάση για τις κατευθυντήριες γραμμές προστασίας. 5

62 Συγκεκριμένα το IEC μας παρέχει πληροφορίες όσον αφορά Την ορολογία Τα χαρακτηριστικά ηλεκτρικών, μαγνητικών και ηλεκτρομαγνητικών πεδίων Τη μέτρηση των ποσοτήτων έκθεσης Τις τεχνικές προδιαγραφές των οργάνων Τις μεθόδους βαθμονόμησης Τις τεχνικές μετρήσεων και τις διαδικασίες για την αξιολόγηση της έκθεσης Τις μεθόδους υπολογισμού για την εκτίμηση της έκθεσης. Την εκτίμηση της ανθρώπινης έκθεσης σύμφωνα με τις μετρήσεις 4. Γενικές Παρατηρήσεις Οι μετρήσεις της ανθρώπινης έκθεσης σε ηλεκτρικά, μαγνητικά και ηλεκτρομαγνητικά πεδία μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως εξής: Μετρήσεις των διαφόρων ποσοτήτων του ηλεκτρικού, μαγνητικού ή ΗΜ (ηλεκτρομαγνητικού) πεδίου (δηλ. Β, Ε, Η, S) Μέτρηση των άκρων όπου επάγεται ρεύμα Μέτρηση του ρεύματος επαφής Μέτρηση του Ειδικού Ρυθμού Απορρόφησης (SAR) Μέτρηση της θερμοκρασίας. Για να έχουν νόημα οι μετρήσεις μας, πρέπει να έχουν καθοριστεί η συμπεριφορά και τα χαρακτηριστικά (πχ συχνότητα) της πηγής έκθεσης και θα πρέπει να έχει κατανοηθεί η λειτουργία του εξοπλισμού μέτρησης. Ανεξάρτητα από τον τύπο του σήματος, μπορούμε να μετρήσουμε στο πεδίο του χρόνου. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τα μηημιτονοειδή, πολύ γρήγορα παλμικά σήματα. Επίσης, οι ποσότητες που μετρούνται πρέπει να περιλαμβάνουν όλα αυτά που χρειάζονται, ώστε να εκτιμηθεί η ανθρώπινη έκθεση στη λειτουργία της πηγής. Αυτό που θα μετρηθεί είναι το ανώτατο επίπεδο ΗΜΠ στο οποίο κάποιος μπορεί να εκτεθεί, όταν επιτρέπεται η πρόσβαση, υπό τις συνθήκες λειτουργίας της πηγής που χρησιμοποιείται. Θα πρέπει να κατανοηθούν τα αναμενόμενα χαρακτηριστικά εκπομπής της πηγής, και θα πρέπει να επιβεβαιωθεί ότι αυτά ταιριάζουν με τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Όταν η πηγή είναι καλά τεκμηριωμένη, θα μπορούν να καθοριστούν εύκολα οι αναμενόμενες εκπομπές. Όταν όμως δε συμβαίνει κάτι τέτοιο με την πηγή, τα χαρακτηριστικά θα πρέπει να καθορίζονται κυρίως με μετρήσεις. Ακόμη, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη διάφορες επιρροές στη συμπεριφορά της πηγής, όπως η αγωγιμότητα του εδάφους κα. Ο εξοπλισμός μέτρησης πρέπει να έχει βαθμονομηθεί και να είναι κατάλληλος για τις μετρήσεις που θα να πραγματοποιηθούν. Επίσης, πρέπει να καθοριστεί η αβεβαιότητα που προκύπτει από τη χρήση του εκάστοτε εξοπλισμού. 53

63 Συνήθως η τοποθεσία της έκθεσης είναι καλά καθορισμένη, αλλά κάποιες φορές μπορεί να είναι αναγκαίο να προσδιοριστεί η περιοχή όπου λαμβάνει χώρα η μεγαλύτερη έκθεση. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε με μια προκαταρκτική έρευνα των περιοχών γύρω από μια πηγή είτε από τη δημιουργία μιας χωρικής μήτρας μετρήσεων ή και 3 διαστάσεων. Οι μετρήσεις θα πρέπει να γίνονται σε όλες τις θέσεις της μήτρας. Όταν η θέση της μέγιστης έκθεσης έχει εντοπιστεί,λαμβάνονται οι λεπτομερείς μετρήσεις. Οι αποστάσεις μεταξύ των διαφορετικών σημείων μέτρησης θα εξαρτηθεί π.χ. από το είδος της επιλεγείσας μεθόδου μέτρησης και από τη συχνότητα. Σε γενικές γραμμές, η εκτίμηση της ποσότητας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου μέσα σε ζωντανούς οργανισμούς μπορεί να είναι δύσκολη ή αδύνατη επειδή δε μπορεί να μετρηθεί άμεσα. Έτσι, διεξάγονται διάφορες μελέτες για την αξιολόγησή τους με τη χρήση φυσικών ή αριθμητικών μοντέλων του ανθρώπινου σώματος, γνωστές και ως phantoms (φαντάσματα). Τα φυσικά και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά (διηλεκτρικές ιδιότητες) των πειραματικών φαντασμάτων, κατασκευάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να προσομοιάζει όσο το δυνατόν περισσότερο την απόκριση ενός ανθρώπου σε ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. 4.3 Ορισμοί Για να γίνουν πιο κατανοητές οι πληροφορίες του κεφαλαίου, ακολουθούν ορισμοί, προκειμένου να αποσαφηνιστούν κάποιες βασικές έννοιες που απαντώνται συχνά Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Γενικά Πόλωση Πόλωση γενικά ονομάζεται το επίπεδο ταλάντωσης των σωματιδίων του μέσου μετάδοσης της κυματικής κίνησης και είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των εγκαρσίων κυμάτων. Η πόλωση εξαρτάται από τον άξονα στον οποίο ταλαντώνεται η πηγή των κυμάτων. Υπάρχουν 3 είδη πόλωσης: η γραμμική, η κυκλική και η ελλειπτική Ισότροπο Ένα υλικό χαρακτηρίζεται ως ισότροπο όταν έχει την ιδιότητα να διατηρεί σε όλο τον όγκο του τις ίδιες ιδιότητες πχ σταθερό δείκτη διάθλασης, σταθερή τιμή απορροφητικότητας της ακτινοβολίας κλπ. όπως είναι π.χ. ο αέρας, το νερό, το οινόπνευμα ή ακόμα και το γυαλί (εφόσον είναι ομογενές και απαλλαγμένο από τάσεις) Επαγόμενο Ρεύμα Ρεύμα που επάγεται στο εσωτερικό ενός σώματος, ως αποτέλεσμα της άμεσης έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Εκφράζεται σε Αμπέρ (Α). 54

64 Διαμόρφωση Είναι η διαδικασία τροποποίησης του πλάτους, φάσης ή / και συχνότητας της περιοδικής κυματομορφής, προκειμένου να μεταφέρει πληροφορίες Μέγιστη Τιμή Η μέγιστη τιμή του ηλεκτρικού ή μαγνητικού πεδίου (ή της πυκνότητας μαγνητικής ροής) αντιπροσωπεύει το μέγιστο μέγεθος του διανύσματος του εκάστοτε πεδίου. Αποτελείται από τρεις επιμέρους τιμές των εντάσεων του ηλεκτρικού ή μαγνητικού πεδίου, οι οποίες είναι στιγμιαίες τιμές των τριών κάθετων μεταξύ τους διευθύνσεων Root-mean-square (r.m.s.) Οι r.m.s. τιμές λαμβάνονται με βάση την τετραγωνική ρίζα του μέσου όρου του τετραγώνου των τιμών μιας χρονικά μεταβαλλόμενης συνάρτησης που λαμβάνονται σε μια κατάλληλη χρονική περίοδο. Να σημειωθεί ότι για περιοδικές συναρτήσεις ένα κατάλληλο χρονικό διάστημα είναι οποιοδήποτε πολλαπλάσιο της περιόδου της συνάρτησης. Για μη περιοδικές συναρτήσεις το χρονικό διάστημα που χρησιμοποιείται πρέπει να καταγράφεται Root-sum-square (RSS) Οι RSS τιμές είναι στην ουσία η τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τριών ποσοτήτων πεδίου στο τετράγωνο, το οποίο μετράται σε ορθογώνιες μεταξύ τους διευθύνσεις Πυκνότητα Ισχύος (S) Ισχύς ανά μονάδα επιφάνειας, κάθετης προς την κατεύθυνση της ηλεκτρομαγνητικής διάδοσης του κύματος. Η πυκνότητα ισχύος εκφράζεται σε Watt ανά τετραγωνικό m (W / m²) Πεδίο χωρίς Διαταραχές Πεδίο σε ένα χώρο, ο οποίος χαρακτηρίζεται από την απουσία ενός προσώπου ή ενός αντικειμένου που θα μπορούσε να επηρεάσει το πεδίο. Να σημειωθεί ότι το πεδίο που μετράται ή υπολογίζεται με ένα πρόσωπο ή αντικείμενο στον χώρο, μπορεί να διαφέρει σημαντικά Κύμα Σκέδασης Έτσι ονομάζεται το κύμα που προκύπτει από το διασκορπισμό των ακτινών που ακολουθεί όταν προσπέσουν σε μικροσκοπικά σωματίδια, έτσι ώστε να διαχέονται στο χώρο. 55

65 Ηλεκτρικό Πεδίο Ρεύμα Επαφής Ρεύμα που ρέει μέσα σε ένα σώμα, το οποίο προκύπτει από την επαφή με ένα αγώγιμο αντικείμενο σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Στην ουσία είναι η τοπική ροή ρεύματος μέσα στο σώμα Πυκνότητα Ρεύματος (J) Ρεύμα ανά μονάδα εμβαδού διατομής, που ρέει μέσα στο ανθρώπινο σώμα ως αποτέλεσμα της άμεσης έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Εκφράζεται σε Αμπέρ ανά τετραγωνικό m (A/m ) Πυκνότητα Ηλεκτρικής Ροής (D) Διάνυσμα που λαμβάνεται σε ένα δεδομένο σημείο με την πρόσθεση της ηλεκτρικής πόλωσης Ρ στο άθροισμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου Ε και της διαπερατότητας του ελεύθερου χώρου ε 0 : D = ε 0 E + P Η πυκνότητα ηλεκτρικής ροής εκφράζεται σε coulombs ανά τετραγωνικό m (C / m²). Να σημειωθεί πως στο κενό, η πυκνότητα ηλεκτρικής ροής είναι σε όλα τα σημεία ίση με το γινόμενο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου και της διαπερατότητας του ελεύθερου χώρου: D = ε 0 Ε Ένταση του Ηλεκτρικού Πεδίου (Ε) Το φυσικό διανυσματικό μέγεθος που έχει μέτρο ίσο με το πηλίκο του μέτρου της δύναμης που ασκείται σε φορτίο που βρίσκεται σε αυτό το σημείο προς το φορτίο αυτό και κατεύθυνση την κατεύθυνση της δύναμης, αν αυτή ασκείται σε θετικό φορτίο. Η ένταση ηλεκτρικού πεδίου εκφράζεται σε Volt ανά μέτρο (V / m) Μαγνητικό Πεδίο Πυκνότητα Μαγνητικής Ροής (Β) Το διάνυσμα του πεδίου σε ένα σημείο όπου ασκείται μια δύναμη (F) σε ένα φορτίο (q) που κινείται την ταχύτητα (v) F = q (v B) Το μέγεθος της πυκνότητας μαγνητικής ροής εκφράζεται σε Tesla (Τ) 56

66 Ένταση Μαγνητικού Πεδίου (H) Διανυσματικό μέγεθος που λαμβάνεται σε ένα δεδομένο σημείο, αφαιρώντας το Μ μαγνήτισης από την πυκνότητα μαγνητικής ροής Β, διαιρεμένης με τη διαπερατότητα του κενού μ 0 : Η = - Μ Η ένταση του μαγνητικού πεδίου εκφράζεται σε αμπέρ ανά μέτρο (Α/m) Να σημειωθεί πως στο κενό, η ένταση του μαγνητικού πεδίου είναι σε όλα τα σημεία ίση με την πυκνότητα μαγνητικής ροής διαιρεμένης με τη διαπερατότητα του ελεύθερου χώρου: H = B/μ Εξοπλισμός Γραμμικότητα του Οργάνου Μέτρησης Η μέγιστη απόκλιση πάνω στην κλίμακα μέτρησης της ποσότητας που μετράται από την πιο κοντινή καμπύλη γραμμικής αναφοράς, η οποία ορίζεται σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα Ανιχνευτήρας Ανιχνευτήρας: συσκευή εισόδου ενός οργάνου μετρήσεων, κατασκευασμένη συνήθως ως ξεχωριστή μονάδα, που μετατρέπει τη μετρούμενη τιμή εισόδου σε μία κατάλληλη τιμή εξόδου Εύρος Ζώνης Το εύρος ζώνης παρέχει ένα μέτρο της περιοχής του φάσματος των συχνοτήτων που καταλαμβάνει ένα σήμα. Έτσι λοιπόν ο χαρακτηρισμός ''ευρυζωνικός'' για ένα σήμα ή για έναν εξοπλισμό, όπως συναντάμε παρακάτω, υποδηλώνει την ύπαρξη μιας μεγάλης περιοχής διαφορετικών συχνοτήτων, ενώ ο χαρακτηρισμός στενής ζώνης (επιλεκτικής συχνότητας) υποδηλώνει το αντίθετο Έκθεση Η έκθεση λαμβάνει χώρα όταν υπάρχει ένα ηλεκτρικό, μαγνητικό ή ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στην ίδια θέση με ένα άτομο από μια εξωτερική πηγή. 57

67 Βασικοί Περιορισμοί Περιορισμοί έκθεσης σε χρονικά μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά, μαγνητικά και ηλεκτρομαγνητικά πεδία λόγω διαπιστωμένων επιπτώσεων στην υγεία (από οδηγίες του ICNIRP) Οριακές Τιμές Έκθεσης Όρια έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία που βασίζονται άμεσα σε διαπιστωμένες επιπτώσεις στην υγεία και σε βιολογικές μελέτες. Η τήρηση των ορίων αυτών διασφαλίζει ότι οι εργαζόμενοι που εκτίθενται σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία, προστατεύονται από όλες τις γνωστές δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία Επίπεδα Αναφοράς Τα επίπεδα αυτά χρησιμοποιούνται για την πρακτική αξιολόγηση της έκθεσης, ώστε να καθοριστεί αν οι βασικοί περιορισμοί είναι πιθανό να ξεπεραστούν. Ορισμένα επίπεδα αναφοράς προκύπτουν από σχετικούς βασικούς περιορισμούς χρησιμοποιώντας μετρήσεις ή/και υπολογιστικές τεχνικές, και λαμβάνοντας υπόψη τις δυσμενείς έμμεσες επιπτώσεις της έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία (από οδηγίες του ICNIRP) Μετρήσεις [41] Μέτρηση Ενός Σημείου Όταν θεωρείται πως το πεδίο είναι ομοιόμορφο, το ηλεκτρικό ή μαγνητικό πεδίο στο σημείο που μας ενδιαφέρει θα πρέπει να μετράται στο 1 m πάνω από το έδαφος ή το δάπεδο του κτιρίου. Αυτό το μετρούμενο επίπεδο αναγνωρίζεται ως το μέσο επίπεδο έκθεσης. Εάν είναι απαραίτητο, μπορούν να χρησιμοποιηθεί άλλο ύψος, αλλά σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει το συγκεκριμένο ύψος να καταγραφεί στην έκθεση μετρήσεων Μέτρηση Τριών Σημείων Όταν θεωρείται πως το πεδίο είναι ανομοιόμορφο, το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο στο σημείο που μας ενδιαφέρει θα πρέπει να μετράται σε τρία ύψη, 0,5 m, 1 m και 1,5 m πάνω από το έδαφος ή το δάπεδο του κτιρίου. Η μέτρηση θα πρέπει να εκτελείται σε μία οριζόντια απόσταση 0,3 m από την επιφάνεια ή το όριο ενός τοίχου. Σε περιπτώσεις όπου ο εξοπλισμός έχει ύψος μικρότερο από 1,5 m, τα τρία σημεία μετρήσεων πρέπει να είναι ισαπέχοντα με το υψηλότερο σημείο να είναι στο ίδιο ύψος με την κορυφή του εξοπλισμού. 58

68 Εάν είναι απαραίτητο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν άλλα ύψη, αλλά σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει τα συγκεκριμένα ύψη να καταγραφούν στην έκθεση μετρήσεων. Η μέτρηση τριών σημείων έχει αναγνωριστεί ως το μέσο επίπεδο έκθεσης. [4] Μέτρηση Πέντε Σημείων Όταν υπάρχουν πηγές πεδίου κάτω από το έδαφος ή ένα δάπεδο και είναι πιθανό ένα άτομο να ξαπλώσει εκεί, θα πρέπει να εκτελείται μια μέτρηση πέντε σημείων ως εξής: Το επίπεδο του μαγνητικού πεδίου θα πρέπει να σαρώνεται σε ύψος 0, m πάνω από το έδαφος ή το πάτωμα, ώστε να βρεθεί η τιμή και η θέση του μέγιστου πεδίου. Η τιμή και η θέση του δεύτερου μεγαλύτερου πεδίου θα πρέπει να σαρώνεται σε έναν κύκλο με ακτίνα 0,5 m και με κέντρο τη θέση της μέγιστης έντασης του πεδίου. Μια άλλη μέτρηση θα πρέπει να εκτελείται στο σημείο που είναι συμμετρικό ως προς το σημείο με τη δεύτερη μεγαλύτερη τιμή της έντασης του πεδίου. Δύο ακόμη μετρήσεις θα πρέπει να γίνονται, κατά μήκος της κάθετης στη γραμμή που διέρχεται από τα πρώην τρία σημεία μέτρησης, σε αποστάσεις 0,5 m από το νοητό κέντρο του κύκλου ( θέση μέγιστης έντασης πεδίου). Έπειτα υπολογίζεται ο μέσος όρος από τις τρεις μεγαλύτερες μετρήσεις. Αυτός ο μέσος όρος αναγνωρίζεται ως το μέσο επίπεδο έκθεσης. Ακολουθεί ένα παράδειγμα χρήσης αυτής της μεθόδου: 59