elettromagnetiche: il contributo delle analisi scientifiche Alessandro Vaccari Ricercatore REET FBK Center for Materials and Microsystems

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Enzo Sacco
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1 Corpo umano ed emissioni elettromagnetiche: il contributo delle analisi scientifiche Alessandro Vaccari Ricercatore REET FBK Center for Materials and Microsystems

2 Basse frequenze pochi Hz 100 khz Alte frequenze 100 khz 3 GHz

3 SORGENTI ARTIFICIALI DI CAMPI ELETTROMAGNETICI 50 Hz khz - elettrodotti - cabine elettriche - utensili (frequenza di rete) - processi industriali - varchi magnetici >10 6 m λ 10 3 m BASSE FREQUENZE - ELF (Extremely Low Frequency f 300 Hz) - LF (Low Frequency 300 Hz < f 100 khz) ALTE FREQUENZE - RF (Radiofrequency 100 khz < f 300 MHz) - MW (Microwaves f > 300 MHz) 100 khz - 30 MHz - processi industriali e applicazioni medicali - trasmissioni AM e OC - radio-navigazione - trasmissioni amatoriali 30 MHz MHz - trasmissioni radio FM - trasmissioni TV - VHF - trasmettitori mobili e portatili - traffico aereo 300 MHz - 3 GHz - applicazioni civili, industriali e medicali - trasmissioni TV - UHF - trasmissioni per telefonia mobile - ponti radio - radar meteorologici e di controllo Oltre i 3 GHz - Radar meteorologici per navigazione - ponti radio a microonde - comunicazioni satellitari 10 3 m λ <10-2 m

4 Basse frequenze Alte frequenze Fisica del fenomeno: Campi reattivi disaccoppiati Onde elettromagnetiche Effetti acuti accertati: Stimolazione neuro-muscolare Riscaldamento Grandezze dosimetriche: Densità di corrente elettrica SAR (Rapporto di Assorbimento Specifico) Densità di potenza Valore di soglia normativo: E = 5000 V/m B = 100 µt E = 6 V/m B = 0.02 µt

5 Misure dirette campo elettrico (dbµv/m) frequenza (MHz)

6 Analisi scientifica tramite simulazioni al computer

7 Campo e.m. ad alta frequenza Interazione col corpo umano

8 DAM ( Modello Anatomico Dielettrico ) mdam volume 910x255x140 voxels (2x2x2 mm 3 ) fdam volume 875x250x147 voxels (2x2x2 mm 3 ) voxels

9 DAM ( Modello Anatomico Dielettrico ) Costante dielettrica rel. 120 MHz 1 GHz Conducibilità elettr. 120 MHz S/m 1 GHz Tempo di generazione: 2 ore per "scanning" MRI + 2 ore di "processing"

10 Onda piana: campo elettrico esterno ed interno 120 MHz 210 MHz 500 MHz 1 GHz E/E inc λ = 2.5 m λ = 1.4 m λ = 60 cm λ = 30 cm

11 Esposizione onda piana a 1 GHz: pos. eretta 1.5 3x10E x10E-4 Intensità campo elettrico (E/E inc ) 0 SAR - Rapporto di Assorbimento Specifico (W/kg per 1 W/m 2 ) 1x10E-5

12 Esposizione onda piana a 1 GHz: pos. seduta 1.5 3x10E x10E-4 Intensità campo elettrico (E/E inc ) 0 SAR - Rapporto di Assorbimento Specifico (W/kg per 1 W/m 2 ) 1x10E-5

13 Interazione sorgente corpo umano: campo vicino Subdomain #1 Coarse embedding domain Subdomain #2

14 Interazione sorgente corpo umano: campo vicino pos.eretta/seduta 1862 MHz E [V/m] 30 E [V/m] E [V/m] E [V/m] Refinement factor = 7 Coarse spatial step = 14 mm Fine spatial step = 2 mm Refined volume antenna = 154 x 112 x Mcells ( 0.1 m 3 ) Refined volume erected body = 252 x 147 x Mcells ( 0.26 m 3 ) Refined volume seated body = 385 x 252 x Mcells ( 0.56 m 3 ) Coarse volume (total) = 200 x 200 x Mcells ( 22 m 3 ) Required RAM (standing body) = ~ 2.5 Gbytes Required RAM (seated body) = ~ 4.8 Gbytes

15 Calcolo su macchine parallele

16 BASSE FREQUENZE: ESPOSIZIONE A CAMPI MAGNETICI Calcolo della distribuzione del campo di induzione magnetica B generato da elettrodotti

17 saldatura ad arco µt Esempi di esposizioni impianti elettrochimici 10 mt statici macchinisti e addetti manutenzione

18 Integrazione dell equazione di Biot Savart lungo i profili dei conduttori.

19 Software di calcolo con interfaccia utente

20 Campo di induzione 50 Hz per due diverse geometrie della linea 0.48 µt 0.75 µt Confronto a 16 metri dal conduttore più basso con una corrente di 100 A

21 Valutazione sul territorio della distribuzione di campo B prodotto da linee AT Cognola Modellizzazione terreno (DTM) Sovrapposizione dati geografici e topografici Modellizzazione elettrodotti Calcolo induzione magnetica TRENTO

22 Valutazione sul territorio della distribuzione di campo B prodotto da linee AT Cognola alla quota gronda edifici a 9 m dal suolo a 3 m dal suolo al suolo TRENTO

23 Frequenze ELF: induzione magnetica nel corpo Linee di campo magnetico Correnti elettriche indotte B V = a i t i

24 Grazie per la vostra attenzione! Alessandro Vaccari Ricercatore REET FBK Center for Materials and Microsystems

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