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Fondo elettromagnetico artificiale


Sorgenti artificiali di rumore

Il fondo elettromagnetico artificiale (che ha una frequenza variabile tra qualche Hz fino alle centinaia di GHz) viene prodotto dalle varie applicazioni tecnologiche di cui si serve la società moderna (elettrodotti, cabine di trasformazione, impianti industriali e di telecomunicazione e in generale dispositivi elettrici ed elettronicidi comune utilizzo).

Il fondo elettromagnetico artificiale di origine antropica contribuisce in maniera rilevante alla costituzione del fondo elettromagnetico terrestre.
Nelle aree urbane e industriali dove viene generato, il fondo antropico è particlarmente intenso, ma anche nelle aree rurali e piu’ distanti dalle aree industrializzate questo fondo non è completamente assente.

L’escursione in frequenza del rumore di origine antropica è schematizzata come segue:

Escursione in frequenza del rumore di origine antropica

Data l’escursione in frequenza del rumore antropico, il numero delle sorgenti di emissione e i modi di propagazione, non sono ancora disponibili studi accurati e modelli di distribuzione (spaziali e temporali) soddisfacenti.
Le sorgenti del rumore antropico possono essere suddivise in:

 


Banda ELF (3 Hz - 3 kHz)

Albero e traliccioLa principale sorgente di campi elettrici e magnetici artificiali in questa banda di frequenze è costituita dagli elettrodotti.
Con il termine elettrodotto è generalmente inteso l’insieme delle tecnologie preposte al trasporto, alla trasformazione e alla distribuzione dell’energia elettrica alla frequenza di 50 Hz.
Essi rappresentano la tecnologia più significativa per impatti sanitario e ambientale.

In tale definizione sono comprese le tecnologie preposte alla trazione ferroviaria (in particolare la T.A.V. treni ad alta velocità) mentre sono escluse le cosiddette grandi e piccole utenze (quelle industriale e quelle domestiche).

Le linee di trasmissione e di distribuzione incluse quelle "indoor", rappresentano la più significativa sorgente alla frequenza di 50 Hz.

La tecnica usata per il trasporto dell’energia elettrica favorisce l’impiego di tensioni elevate e correnti relativamente basse, allo scopo di minimizzare le perdite e l’impiego dei materiali.
L’intensità del campo elettrico in V/m generato da una linea dipende dalla tensione nominale di esercizio.
L’intensità del campo magnetico e quindi dell’induzione magnetica in Tesla, dipende invece dalla corrente che è funzione del carico istantaneo.
I campi elettrici e magnetici decadono rapidamente con la distanza.


Bande VLF - LF - MF - HF (3 kHz - 30 MHz)

Come per le altre bande di frequenza, il rumore elettromagnetico di origine antropica è sostanzialmente generato dalle emissioni dei dispositivi tecnologici di uso domestico, industriale e dagli apparati di radiocomunicazione. In pratica, tutti i dispositivi che impiegano oscillatori elettrici sono sorgenti di emissione elettromagnetica. In molti casi tale emissione è indesiderata e non sempre è facile ed economico schermare queste sorgenti. Le principali sorgenti localizzate di grande potenza, in questo campo di frequenza, riguardano le stazioni radio AM e alcune applicazioni industriali. Tra queste ultime sono rilevanti le sorgenti a radiofrequenza dei riscaldatori a induzione magnetica e a perdita dielettrica nei processi di fusione di termo-saldature e tutti i numerosi processi termici che sfruttano questi fenomeni.

Altre sorgenti, meno intense, che contribuiscono alla formazione del rumore di fondo artificiale sono: gli innumerevoli apparati industriali, il traffico automobilistico, gli elettrodomestici, gli impianti di illuminazione fredda. I monitor dei computer a tubo catodico e i ricevitori televisivi sono tra le principali sorgenti "indoor" soprattutto per le distanze ravvicinate di utilizzo e i lunghi tempi di esposizione. Altre applicazioni medicali e scientifiche sono quasi completamente irrilevanti.


Bande VHF - UHF (30 MHz - 3 GHz)

Le radiazioni elettromagnetiche di origine antropica, in questa banda di frequenze, sono legate agli impianti e alla strumentazione relativi alle telecomunicazioni.

Le principali categorie di sorgenti sono le emittenti radio FM (1-10 kW di potenza emessa in antenna), le emittenti televisive (fino al kW) e le stazioni radio base per la telefonia mobile (fino a qualche centinaio di W).

Gli intervalli di frequenza di questi campi elettromagnetici, sono quelli assegnati ai servizi per le telecomunicazioni e le emittenti si estendono più o meno isotropicamente nel territorio.

In questo campo di frequenze la principale sorgente di rumore elettromagnetico non localizzato è prodotta dagli apparati di accensione dei motori delle autovetture.

Emittenti Banda Frequenza (MHz)
TV VHF 55.2 - 88
Radio FM VHF 88 - 108
TV VHF 174 - 223
TV UHF 470 - 590
TV UHF 614 - 838
TACS (telefonia mobile) UHF 910 - 950
GSM (telefonia mobile) UHF 925 - 960
GSM-DCS (telefonia mobile) UHF 1805 - 1880
UMTS (telefonia mobile) UHF 2000

Altre applicazioni, come per esempio quelle satellitari e radaristiche, non sono altrettanto importanti quanto quelle sopra menzionate. Infatti i radar non coprono diffusamente il territorio ma trovano un impiego solo in particolari siti (aeroporti e zone militari) mentre le comunicazioni Terra-satellite coinvolgono solo luoghi particolari (tetti di edifici alti) e sfruttano antenne direttive.
Le sorgenti "indoor", comprendenti apparati di telefonia cordless, forni a microonde ecc. non pesano eccessivamente poichè, nel loro corretto funzionamento, sono a bassa emissione e opportunamente schermati. Infine, le applicazioni scientifiche e mediche che sfruttano queste frequenze per fini sanitari non hanno grande impatto fuori dalle sedi proprie.


Bande SHF - EHF (3 - 300 GHz)

In questa banda di frequenza ricadono particolari e piuttosto sofisticate applicazioni tecnologiche.

Tra queste le comunicazioni e il survey da satellite, impianti radar terrestri e alcune applicazioni mediche e scientifiche. Il motivo per cui questa banda è poco coperta da rumore artificiale è da ricercare nella complessità di questi sistemi.

Mentre per frequenze più basse è relativamente semplice costruire oscillatori elettrici, linee di trasmissioni, antenne, ecc., in questo campo di frequenze che si estende per due ordini di grandezza, non è altrettanto pratico costruire magnetron, maser, guide d’onda e antenne.
Inoltre, a causa della stessa natura dei processi fisici che governano questi fenomeni di emissione e la loro propagazione, le onde elettromagnetiche irradiate sono estremamente direzionali.

Altre applicazioni tecnologiche in questa banda, sono poco importanti da questo punto di vista, sia perché esse sono confinate nei laboratori, sia perché sono applicazioni passive come nella radio astronomia.


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