Lunedì, 25 Settembre 2017
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Guida alla lettura delle misure CEM

CENNI TEORICI

Per la corretta interpretazione delle rilevazioni CEM si procederà ad illustrare le grandezze fondamentali coinvolte nella teoria dei campi elettromagnetici, la normativa di riferimento applicabile, le misure di cautela e gli obiettivi di qualità.

 

Definizioni ed unità di misura

Con il termine N.I.R., acronimo dall’inglese Non Ionizing Radiation (Radiazioni non Ionizzanti) si intendono tutte quelle forme di onde di natura elettromagnetica dotate di energia inferiore a quella necessaria alla ionizzazione della materia vivente.

Spettro elettromagnetico:

spettro em

 

Campo elettrico E: si definisce campo elettrico una quantità vettoriale che, in ogni punto di una data regione di spazio, rappresenta il rapporto fra la forza esercitata su una carica elettrica di prova q ed il valore della carica medesima.
L’unità di misura del campo elettrico nel sistema S.I. è il volt/metro (V/m).

Campo magnetico H: si definisce campo magnetico una quantità vettoriale-assiale definita in ogni punto di una data regione di spazio in modo tale che il suo rotore sia uguale alla densità di corrente elettrica totale, compresa la corrente di spostamento.
L’unità di misura del campo magnetico nel sistema S.I. è l’ampere/metro (A/m).

Densità di potenza elettromagnetica S: è la potenza elettromagnetica che fluisce attraverso l’unità di superficie, normale alla direzione di propagazione. Nella regione di campo lontano S è legata al valore efficace del campo elettrico Eeff ed al valore efficace del campo magnetico Heff dalle relazioni:

spazio libero

essendo Ω = 377 Ohm l’impedenza caratteristica dello spazio libero. L’unità di misura della densità di potenza elettromagnetica nel sistema S.I. è il watt/metro-quadro (W/m2).

 

Tabella di Conversione:

tabella conversione

Frequenza f: La frequenza è il numero di cicli o periodi nell’unità di tempo. L’unità di misura della frequenza nel sistema S.I. è l’herz (Hz).

Obiettivi di qualità: Sono valori di campo elettromagnetico da conseguire nel breve, medio e lungo periodo, usando tecnologie e metodiche di risanamento disponibili, al fine di realizzare obiettivi di tutela.

 

Misure in campo lontano e campo vicino

La distribuzione dei Campi Elettromagnetici nello spazio circostante di una data sorgente dipende dalle caratteristiche radioelettriche della sorgente stessa e dal punto di osservazione.

A seconda della distanza del punto di misurazione dalla sorgente che origina il campo, si individuano due diverse regioni:
• Regione di campo vicino
• Regione di campo lontano (zona di Fraunhofer)

Inoltre, la regione di campo vicino si suddivide ulteriormente in:
• Regione di campo vicino reattivo
• Regione di campo vicino radiativo (zona di Fresnel)

La distinzione tra le diverse regioni dipende dalle dimensioni della sorgente e dalla lunghezza d’onda (quindi la frequenza di radiazione). Per strutture elettricamente piccole, la separazione tra campo vicino e lontano si ha per distanze pari circa alla lunghezza d’onda λ (che alle frequenze utilizzate in telefonia mobile è nell’ordine di 11-35cm). Per strutture elettricamente estese (dimensioni dell’antenna molto superiori a λ), la medesima separazione avviene ad una distanza di circa 2D2/ λ.

La distinzione in tali zone assume un determinante significato operativo sulle procedure di misura:
• In condizioni di campo vicino, le misure di campo devono essere condotte in maniera indipendente per campo elettrico e campo magnetico.
• In condizioni di campo lontano, invece, è possibile misurare uno solo dei campi (elettrico o magnetico) e ricavare di conseguenza l’altro, essendo il campo elettrico E e quello magnetico H legati tra loro dall’impedenza caratteristica dello spazio libero Z0=377Ω.

Nelle misure in campo vicino reattivo, i campi variano fortemente da punto a punto senza una correlazione definita.
Questa zona risulta localizzata nelle immediate vicinanze della sorgente, dove le componenti reattive del campo predominano su quelle radiative. In tali condizioni, i fenomeni di propagazione di potenza sono assai ridotti, e le componenti reattive dell’energia elettromagnetica decadono molto rapidamente in funzione della distanza, assumendo significato solo in diretta prossimità dell’emettitore.
Nella zona di campo vicino radiativo (zona di Fresnel) comincia a prendere invece consistenza il trasporto di potenza elettromagnetica, pur non realizzandosi ancora una propagazione per onda piana.
In campo lontano, invece, è molto più semplice valutare l’andamento dei campi, poiché essi assumono le caratteristiche di onda piana: E ed H oscillano in direzioni ortogonali e il loro rapporto E/H è costantemente pari a 377Ω.

 

NORMATIVA DI RIFERIMENTO

Il documento più importante è la recente Raccomandazione emanata dal consiglio dell’Unione Europea. Essa fonda le conclusioni su dati raccolti dall’organizzazione Mondiale della sanità, in base ai quali la Commissione Internazionale per la Protezione dalle Radiazioni Non Ionizzanti (ICNIRP) ha individuato i limiti di esposizioni ai campi e i relativi tassi di assorbimento ammessi. Nelle frequenze comprese tra 10 MHz e 10 GHz si è stabilito che il tasso di assorbimento non deve superare 0.08 W/kg. Un limite di estrema cautela poiché gli effetti sono evidenti a un valore di 4 W/kg, ben 50 volte superiore al livello di cautela adottato sul piano internazionale. In conformità a ciò il Consiglio dell’Unione Europea ha indicato che per le frequenze tipiche della telefonia cellulare, i valori limiti di esposizione sono, per l’intensità dai campi elettrici, 41.25 V/m per 900 MHz (GSM) e 58.3 V/m per il 1800 MHz (DCS).

Per redigere questa guida sono state prese in considerazione le seguenti leggi e normative:
• Legge quadro 22 febbraio 2001, n.36 “Legge quadro sulla protezione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici.”
• Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 8 luglio 2003 “Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 100 kHz e 300 GHz. (GU n. 199 del 28-8-2003)”
• CEI 111-1 1997/Ed. “Esposizione umana ai campi elettromagnetici ad alta frequenza. Rapporto informativo”
• CEI 111-3 1997/Ed. 1 “Esposizione umana ai campi elettromagnetici. Alta frequenza (10KHz – 300 GHz)”
• CEI 211-7 2001-01/Ed. 1 “Guida per la misura è la valutazione dei campi elettromagnetici nell’intervallo di frequenze 10 KHz – 300 GHz, riferimento all’esposizione umana.”
• CEI 211-10 2002-04/Ed. 1 “Guida alla realizzazione di una Stazione Radio Base per rispettare i limiti di esposizione ai campi elettromagnetici in alta frequenza.”

Il Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri dell’ 8 Luglio 2003 rappresenta il riferimento a livello nazionale in materia di esposizione umana ai campi elettromagnetici, del quale si riportano gli articoli più significativi:

Art. 3. Limiti di esposizione e valori di attenzione
1. Nel caso di esposizione a impianti che generano campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici con frequenza compresa tra 100 kHz e 300 GHz, non devono essere superati i limiti di esposizione di cui alla tabella 1 dell’allegato B, intesi come valori efficaci.
2. A titolo di misura di cautela per la protezione da possibili effetti a lungo termine eventualmente connessi con le esposizioni ai campi generati alle suddette frequenze all’interno di edifici adibiti a permanenze non inferiori a quattro ore giornaliere, e loro pertinenze esterne, che siano fruibili come ambienti abitativi quali balconi, terrazzi e cortili esclusi i lastrici solari, si assumono i valori di attenzione indicati nella tabella 2 all’allegato B.
3. I valori di cui ai commi 1 e 2 del presente articolo devono essere mediati su un’area equivalente alla sezione verticale del corpo umano e su qualsiasi intervallo di sei minuti.

Art. 4. Obiettivi di qualità
1. Ai fini della progressiva minimizzazione dell’esposizione ai campi elettromagnetici, i valori d’immissione dei campi oggetto del presente decreto, calcolati o misurati all’aperto nelle aree intensamente frequentate, non devono superare i valori indicati nella tabella 3 dell’allegato B. Detti valori devono essere mediati su un’area equivalente alla sezione verticale del corpo umano e su qualsiasi intervallo di sei minuti.
2. Per aree intensamente frequentate s’intendono anche superfici edificate ovvero attrezzate permanentemente per il soddisfacimento di bisogni sociali, sanitari e ricreativi.

Art. 5. Esposizioni multiple
1. Nel caso di esposizioni multiple generate da più impianti, la somma dei relativi contributi normalizzati, definita in allegato C, deve essere minore di uno. In caso contrario si dovrà attuare la riduzione a conformità secondo quanto decritto nell’allegato C.
2. Nel caso di superamenti con concorso di contributi di emissione dovuti a impianti delle Forze armate e delle Forze di polizia, la riduzione a conformità dovrà essere eseguita tenendo conto delle particolari esigenze del servizio espletato.

Art. 6. Tecniche di misurazione e di rilevamento dei livelli di esposizione
1. Le tecniche di misurazione e di rilevamento da adottare sono quelle indicate nella norma CEI 211-7 e/o specifiche norme emanate successivamente dal CEI.
2. Il sistema agenziale APAT-ARPA contribuisce alla stesura delle norme CEI con l’approvazione del Ministero dell’ambiente e della tutela del territorio.

 

TABELLA DEI VALORI LIMITE DI ESPOSIZIONE CEM

limiti