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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA
Os perigos da eletricidade: reais, imaginários e desconhecidos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Eletricidade para iniciantes As conversas sobre os efeitos nocivos dos campos eletromagnéticos (CEM) começaram no final da década de 20, quando surgiram equipamentos operando em correntes relativamente altas na faixa de alta frequência (HF). E depois da guerra, eles começaram a estudar seriamente os efeitos biológicos de radares, HF, UHF e dispositivos de microondas. Toda a atenção foi direcionada para os efeitos térmicos das frequências ultra-hífen e ultra-altas. O modelo térmico de exposição baseou-se na possibilidade de superaquecimento inaceitável do corpo humano ou de órgãos individuais na zona de ação dos CEM (efeito “homem no forno de micro-ondas”). Se falamos de frequências relativamente baixas (de 50 Hz a centenas de kHz), então o ponto de vista geralmente aceito era o seguinte: a densidade de corrente induzida em tecidos biológicos pela alternância de campos magnéticos e elétricos deveria ser significativamente menor que a densidade de biocorrentes fluindo em tecidos vivos. O superaquecimento (como no microondas) foi excluído. Todos os outros efeitos observados de tempos em tempos foram atribuídos a artefatos - processos que às vezes surgem durante o estudo de um organismo como resultado de exposição ou processamento e normalmente não são característicos dele. Para o possível efeito biológico de CEM constante, eles fizeram um relaxamento e presumiram que um campo elétrico constante tem algum efeito nas células vivas, mas negaram completamente isso a um campo magnético constante. Isso foi argumentado pelo fato de que a energia de interação do campo magnético com as moléculas biológicas é várias ordens de grandeza menor que a energia do movimento térmico das moléculas. Hoje essa opinião me faz sorrir. Para ser justo, é preciso dizer que a ideia da influência dos campos fracos no corpo foi até certo ponto desacreditada por alguns dados de experimentos magnetobiológicos publicados na literatura, cujo desempenho não resistiu às críticas. Na década de 1970, os especialistas voltaram aos efeitos de campos magnéticos e elétricos fracos e muito fracos em modelos de sistemas físico-químicos, objetos biológicos e no corpo humano. Os mecanismos que causam estes efeitos “funcionam” ao nível das moléculas e, por vezes, dos átomos, pelo que são muito evasivos. No entanto, os cientistas demonstraram experimentalmente e explicaram teoricamente efeitos magnéticos e de rotação. Descobriu-se que embora a energia da interação magnética seja várias ordens de grandeza menor que a energia do movimento térmico, no estágio da reação em que tudo realmente acontece, o movimento térmico não tem tempo de interferir na ação do campo magnético. Esta descoberta obriga-nos a olhar de novo para o próprio fenómeno da vida na Terra, que surgiu e se desenvolveu nas condições de um campo geomagnético. O laboratório demonstrou a influência de campos magnéticos constantes e variáveis relativamente fracos (uma ou duas ordens superiores aos geomagnéticos) na produção da reação primária da fotossíntese - a base de todo o ecossistema do nosso planeta. Esta influência revelou-se pequena (menos de um por cento), mas outra coisa é importante: a prova da sua real existência. A segunda descoberta importante é a presença das chamadas “janelas de sensibilidade” de objetos físicos e químicos vivos e modeladores à frequência e magnitude dos campos. Em 1985, foi estabelecido pela primeira vez que as frequências das “janelas de sensibilidade” dos objetos biológicos coincidem com as frequências do cíclotron em um determinado campo magnético constante de íons de moléculas-chave em certas reações bioquímicas. O fenômeno foi nomeado ressonância biológica do ciclotron. Experimentos mostraram que o efeito produzido na frequência do cíclotron por um campo magnético alternado é determinado pela magnitude de sua projeção na direção do campo magnético constante. Se as direções dos campos forem perpendiculares, não haverá efeitos. Em um campo magnético baixo e constante, a ressonância biológica do ciclotron pode se manifestar em baixas frequências. Assim, no campo geomagnético de Novosibirsk e Yakutsk, a frequência de ressonância do ciclotron é próxima de 50 Hz, ou seja, da frequência da corrente alternada na rede. E para o campo geomagnético de Moscou é menor. Em casas de concreto armado, a frequência de ressonância do ciclotron é distorcida. O que tudo isso significa na prática, na vida cotidiana? Passamos com ferro elétrico nos momentos em que a posição do ferro e o campo magnético da Terra criam uma posição em que os íons de cálcio em nossas células entram em estado de ressonância magnética. Simplificando, eles começam a se comportar nas células de maneira diferente do que deveriam. Se isso é bom ou ruim, veremos isso um pouco mais tarde, mas agora vamos prestar atenção em outra coisa. Uma TV, fogão elétrico, máquina de lavar, computador e outros eletrodomésticos que nos rodeiam, em uma determinada posição em relação ao nosso corpo (ou nosso corpo em relação aos aparelhos), podem influenciar os processos eletroquímicos que ocorrem nas células do corpo. Esta circunstância explica a dificuldade de estudar a influência dos campos fracos nos organismos vivos. Bastou reorganizar a mesa com a montagem experimental, mudar sua orientação no espaço e os experimentos pararam de funcionar. Em outros laboratórios, onde tentaram repetir experimentos publicados em revistas conceituadas, nada poderia ter dado certo de imediato! Não demorará muito para que colegas sejam acusados de charlatanismo ou falsificação científica. Mas o leitor não está interessado nos problemas dos cientistas, mas na questão: é bom ou ruim viver com um background crescente de campos eletromagnéticos? Evolutivamente, todos os seres vivos na Terra não estão adaptados ao rápido aumento ou às flutuações acentuadas dos campos eletromagnéticos que nos rodeiam. Tomemos a radiação como exemplo. O homem adaptou-se para sobreviver a enormes flutuações de temperatura e a níveis incríveis de poluição química do ambiente, mas não tem protecção contra o aumento dos níveis radioactivos. Não temos mecanismos desenvolvidos evolutivamente para neutralizar a radiação ionizante. Também não possuímos mecanismos de neutralização de campos elétricos e magnéticos que possuam características diferentes das naturais. Como espécie biológica, até recentemente, o homem existia em condições de um pequeno campo magnético e em campos eletromagnéticos de baixa frequência ainda menores, cujas principais fontes são pulsos eletromagnéticos de curto e longo alcance causados por tempestades e distúrbios decorrentes em magnetosfera da Terra durante intrusões de plasma solar nela. "A humanidade moderna, como todos os seres vivos, vive numa espécie de oceano eletromagnético, cujo comportamento é agora determinado não apenas por causas naturais, mas também por intervenção artificial. Precisamos de pilotos experientes que conheçam profundamente as correntes ocultas deste oceano, suas águas rasas e ilhas. E precisamos de regras de navegação ainda mais rígidas que ajudem a proteger os viajantes de tempestades eletromagnéticas", foi assim que Yu.A., um dos pioneiros da magnetobiologia russa, descreveu figurativamente a situação atual. Kholodov. No entanto, já existem algumas regras para viver rodeado de televisões, ferros de engomar, máquinas de lavar roupa, computadores pessoais, pagers e telemóveis. Vamos falar sobre eles. De acordo com a classificação internacional, as fontes de campos eletromagnéticos (EMF) são divididas em dois grupos: de 0 a 3 kHz e de 3 kHz a 300 GHz. O primeiro grupo inclui EMF na faixa de frequência de zero a várias centenas de milhares de Hz - campos de linhas aéreas e de cabos de energia, centros de transmissão de rádio de ondas longas, transporte eletrificado e eletrodomésticos. O segundo grupo consiste em CEM de frequências altas, ultra-altas e ultra-altas (0,3-30 trilhões de G) - sistemas de comunicação celular, fornos de microondas e transmissores de televisão. Os limites das zonas de proteção sanitária das linhas de energia projetadas na Federação Russa até as habitações mais próximas não são inferiores a 750 m para as linhas de energia 250 e 1150 m para as linhas de energia 300. Em alguns países com alta densidade populacional, os edifícios residenciais são localizado mesmo sob linhas de energia. Acredita-se que o principal efeito seja causado pelo campo elétrico das linhas de energia de corrente alternada, que induz uma corrente de deslocamento (capacitiva) no corpo humano. Permitimos que as pessoas permaneçam constantemente em um campo de tensão inferior a 0,5 kV/m. Quando a intensidade do campo é 2 a 4 vezes maior e a frequência é de 50 Hz, a corrente de polarização não excede uma e meia a três dúzias de microamperes e uma pessoa não sentirá nenhuma sensação desagradável. Mas se você tocar em um carro que está próximo a uma linha de energia, você será ligeiramente “empurrado”. O telhado metálico de uma casa protege contra um campo elétrico alternado somente se estiver aterrado. A cobertura não metálica é coberta por uma malha metálica e aterrada. Nos fios de linhas aéreas de alta tensão, a tensão está próxima do limite de uma descarga corona no ar. Durante condições climáticas adversas, a descarga corona resultante descarrega nuvens de íons de diferentes sinais das linhas de energia CA na atmosfera, cujas cargas não se compensam. Mesmo longe das linhas de energia, o campo elétrico criado por uma nuvem de íons na superfície da Terra pode exceder o campo elétrico natural da Terra e os níveis máximos permitidos (MALs). A pesquisadora americana Louise Jung propôs uma maneira original de demonstrar a descarga corona em linhas de energia. Se você se aproximar de uma linha de energia à noite com uma lâmpada fluorescente fluorescente, então na presença de uma descarga corona a lâmpada começará a brilhar com uma luz sobrenatural, e quando houver uma rajada de vento, a luz dentro da lâmpada irá flutuar como uma chama de vela. Outra fonte de poluição eletromagnética é centros transmissores de rádio de ondas longas. Eles já foram colocados em áreas residenciais. Nas décadas de 20 e 30 do século passado, tal experiência poderia ser realizada em casas de Moscou localizadas ao redor da estação de rádio Comintern, que transmitia em um comprimento de onda de 2 km. Se você enrolasse cerca de cem voltas de fio ao redor da moldura e prendesse uma lâmpada de uma lanterna nas pontas, ela acenderia. Um cálculo simples mostra que para que isso aconteça, a intensidade do campo magnético não deve ser inferior a vários A/m. Agora, em muitos países, este é o nível máximo permitido para uma jornada de trabalho de 8 horas. Ondas de rádio de longa duração “cobrem” um espaço maior. Sabe-se que o componente elétrico da onda é blindado pelas paredes dos edifícios, mas elas enfraquecem apenas ligeiramente o componente magnético. No estado do Maine, um sistema de comunicação por rádio já foi implantado em submarinos no oceano. A água do mar absorve fortemente as ondas de rádio, mas quanto maior o comprimento de onda, menor a absorção. Por isso, a comunicação foi realizada na frequência de 15 Hz, ou seja, no comprimento de onda de 20 mil km. Como a potência emitida por uma antena é proporcional ao cubo da razão entre suas dimensões e o comprimento de onda, as antenas tiveram que ser esticadas por quase todo o estado. Mas os moradores locais tiveram muita sorte: no campo geomagnético do estado, as frequências de ressonância biológica do ciclotron (ainda não descoberta) de íons significativos para o corpo diferem marcadamente de 15 Hz. Mas os moradores de casas próximas à Igreja Ortodoxa Russa de Oktyabrsky, em Moscou, tiveram muito menos sorte. Segundo o Instituto de Medicina Ocupacional da Academia Russa de Ciências Médicas, algumas das casas acabaram na zona de desenvolvimento restrito, onde os limites máximos permitidos foram ultrapassados. Pouco tranquilizador pode ser dito aos moradores de muitas outras casas em Moscou, especialmente aquelas localizadas perto do centro de televisão Ostankino. O problema é causado pelas Igrejas Ortodoxas Russas departamentais e privadas, que têm crescido como cogumelos nos últimos anos. No contexto da Igreja Ortodoxa Russa, as antenas das estações base de telefonia celular dão uma contribuição insignificante para a poluição eletromagnética das ruas das cidades. Outro tópico de conversa - transporte elétrico, que serve como fonte de campos elétricos e magnéticos na faixa de frequência de 0 a 1 kHz. O transporte ferroviário utiliza corrente alternada, enquanto o transporte urbano (trólebus, bondes, metrô) utiliza corrente contínua. Os valores médios do campo magnético em trens elétricos suburbanos são de cerca de 20 μT, em transporte com acionamento por corrente contínua - cerca de 30 μT. Nos bondes, onde os trilhos são o fio de retorno, os campos magnéticos se cancelam em uma distância muito maior do que nos fios de um trólebus, dentro dos quais as flutuações do campo magnético são pequenas mesmo durante a aceleração. A este respeito, um trólebus é mais amigo do ambiente do que um eléctrico. Entre os veículos elétricos, as maiores oscilações do campo magnético são observadas no metrô. Na estação Universitet, quando o trem parte, o campo magnético na plataforma é de 50-100 µT ou mais, ultrapassando o campo geomagnético, principalmente sua componente horizontal, e até mudando de direção. E mesmo quando o trem desapareceu há muito tempo no túnel, o campo magnético não quis retornar ao seu valor anterior. Somente depois que o trem passou pelo próximo ponto de conexão com o trilho de contato ou desceu é que o campo magnético na plataforma retornou ao seu valor anterior. No próprio vagão do metrô, o campo magnético é ainda maior - 150-200 µT, ou seja, 10 vezes maior do que em um trem terrestre normal. Os campos eletromagnéticos em nossas casas podem ser divididos em duas categorias: campos provenientes de equipamentos elétricos no edifício e campos provenientes de eletrodomésticos dentro de apartamentos. Campo elétrico de equipamentos elétricos externos em edifícios residenciais, criado por transformadores de potência nas escadas, cabos na entrada, etc., geralmente pequenos - 1-10 V/m, ou seja, abaixo do controle remoto - 500 V/m. Mas o campo magnético dele geralmente excede o limite máximo magnético (0,2 μT). Em cada caso específico, tudo depende da disposição da casa e do apartamento. Uma contribuição tangível para o campo elétrico alternado na sala é feita por Fiação interna, que atua como uma antena emitindo na frequência de 50 Hz. Assim, os interruptores domésticos são unipolares e interrompem o circuito de apenas um fio. Consequentemente, ao desligar o candeeiro de mesa, reduzimos o campo magnético da secção correspondente da cablagem a zero. Mas já é pequeno, pois as correntes em um fio de dois fios fluem em direções opostas e seus campos magnéticos são subtraídos um do outro. No entanto, o campo elétrico total do fio de dois fios após o interruptor ser acionado pode aumentar se o circuito do fio neutro for interrompido e o segundo fio permanecer energizado. Essa situação ocorre com frequência, pois quando instalam interruptores de parede ou conectam aparelhos elétricos com interruptores próprios às tomadas, poucas pessoas pensam em qual fio é neutro. Um campo magnético dos fogões elétricos domésticos padrão a uma distância de 20-30 cm do painel frontal, onde normalmente fica a dona de casa, é de 1-3 µT (o valor depende da modificação e do estado do fogão). Naturalmente, os queimadores possuem um campo magnético maior. Mas a uma distância de 50°cm já é indistinguível do campo geral da cozinha, que é aproximadamente 0,1-0,15 µT. Os campos magnéticos dos frigoríficos e congeladores são baixos. Segundo o Centro de Segurança Eletromagnética, em um refrigerador doméstico convencional, um campo acima do limite máximo (0,2 µT) ocorre em um raio de 10 cm do compressor e apenas durante seu funcionamento, mas em refrigeradores equipados com sistema “frost” , o excesso do limite máximo pode ser registrado mesmo a 1 m da porta do refrigerador. Os campos de poderosas chaleiras elétricas são pequenos. Assim, a uma distância de 20 cm da chaleira Tefal, o campo é de cerca de 0,6 µT, e a uma distância de 50 cm é indistinguível do fundo EMF geral na cozinha. Para ferros, um campo acima de 0,2 µT é detectado a uma distância de 25 cm do cabo e apenas no modo de aquecimento. Os campos das máquinas de lavar podem ser considerados bastante grandes. Mesmo para máquinas de pequeno porte, o campo na frequência de 50 Hz no painel de controle é superior a 10 μT, a uma altura de 1 m - 1 μT, na lateral, a uma distância de 50 cm, - 0,7 μT. É verdade que uma lavagem grande não é uma ocorrência tão frequente; além disso, quando uma máquina de lavar automática ou semiautomática está funcionando, a dona de casa pode se afastar ou até mesmo sair do cômodo onde está sendo feita a lavagem. Um aspirador de pó cria um campo ainda maior durante a operação - cerca de 100 μT. O recordista entre os eletrodomésticos no aspecto que nos interessa é um pequeno barbeador elétrico, cujo campo é medido em centenas de µT. Os CEM mais famosos do apartamento são os campos dos computadores pessoais. Pela sua estrutura e pelos campos que criam, os computadores estão próximos dos receptores de televisão e rádio, dos gravadores de vídeo e áudio, dos centros de música e de outros equipamentos que hoje se encontram em quase todas as casas. Um monitor de computador é uma fonte de campos elétricos diretos e alternados. O primeiro é indesejável devido ao seu efeito biológico direto, o segundo - como fator que influencia o equilíbrio dos íons do ar na sala. A intensidade do campo elétrico estático diretamente próximo à tela dos monitores de tubo de raios catódicos em ar relativamente seco pode atingir várias centenas de kV/m. A uma distância de 40-50 cm é menor: de dezenas a unidades de kV/m, mas neste caso ainda é superior ao MPL. Além do componente elétrico do EMF do computador, existe também um componente magnético. Em televisores e monitores, os campos magnéticos são causados principalmente pela operação de sistemas de varredura verticais e horizontais, não têm uma direção claramente definida e são aproximadamente os mesmos na frente das telas: em ângulos de 45, 90 e 180° em relação a elas. Em computadores portáteis do tipo laptop, o tubo de raios catódicos é substituído por uma tela de cristal líquido, mas o campo magnético alternado de outros elementos ainda está presente, e o laptop é mantido muito mais próximo de você durante a operação do que um computador desktop. Como resultado, para a maioria dos laptops de diferentes modelos, as recomendações sobre os níveis de campo magnético não são seguidas. Não podemos ignorar as fontes mais odiosas de poluição eletromagnética em níveis altos, ultra-altos e frequências de microondas - Fornos microondas e radiotelefones (telemóveis) operando na faixa de 0,3-3 GHz. Devido ao princípio de seu funcionamento, os fornos de micro-ondas funcionam como uma poderosa fonte de radiação. Por este motivo, seu projeto requer a presença de blindagem adequada e o tempo de operação é relativamente curto - os alimentos são aquecidos ou cozidos rapidamente. Ainda assim, você não deve estar perto de um micro-ondas ligado. A uma distância de 30 cm, cria um campo magnético alternado perceptível (50 Hz) (0,3-8 µT), por isso é melhor afastar-se um ou dois metros, onde, como mostram as medições, a densidade do fluxo de energia está abaixo do sanitário. e padrões de higiene. A frequência dos telemóveis é inferior à dos fornos microondas e depende do tipo de sistema. Muitos países estão estudando os efeitos da radiação dos radiotelefones celulares tanto em animais como em voluntários. São feitos encefalogramas, a quantidade do fluxo sanguíneo cerebral total, as alterações na atividade cardiovascular e respiratória, o sistema hormonal são registrados, o efeito nas funções cognitivas, no sono, etc. A maioria dos estudos sobre a atividade bioelétrica do cérebro até agora observou apenas mudanças que podem ser atribuídas a uma reação protetora inespecífica do corpo em resposta a um efeito desagradável, mas fraco em seu significado biológico. A ausência de alterações significativas indica a natureza subliminar das alterações. No entanto, o facto de as alterações terem sido registadas de forma especialmente clara após a cessação da irradiação significa que alguma influência ainda existe e há um efeito colateral. Durante a pesquisa, um fenômeno interessante foi descoberto. Descobriu-se que os campos eletromagnéticos de alta frequência modulados em amplitude podem produzir um efeito biológico significativamente maior em humanos do que os não modulados. Isso significa o seguinte: se você simplesmente segurar um telefone celular ligado próximo ao ouvido, seu efeito será um, mas se do outro lado alguém começar a falar ou simplesmente fazer alguns sons (modular a amplitude do EMF), então o efeito será diferente e visivelmente maior. Conclui-se que falar sozinho é mais saudável do que ouvir. Em geral, podemos dizer que ainda há mais perguntas do que respostas, e cada um pode decidir por si o que é mais lucrativo e útil para si - usufruir de todos os benefícios da Civilização ou permanecer na Idade da Pedra. É verdade que é improvável que uma pessoa tenha sucesso neste último caso, pelo menos em lugares habitados. Autor: Bannikov E.A.
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