1.POLUAREA ELECTROMAGNETICĂ A MEDIULUI
COMPATIBILITATEA ELECTROMAGNETICĂ A APARATURII DE AUTOMATIZARE
Odata cu folosirea intensiva a circuitelor integrate, problema interferentei si susceptibilitatii electromagnetice a devenit o conditie în proiectarea unor echipamente de automatizare de înalta fiabilitate. Prin compatibilitate electromagnetica se întelege particularitatea unui echipament, sau a unui sistem în ansamblu, de a functiona în conditiile unui mediu poluat electromagnetic, fara a fi perturbate intolerabil functiile acestuia. Interferenta electromagnetica ( FMI - electomagnetic interference, sau RFI - radio frequence interference ) este reprezentata printr-un semnal nedorit, care este indus datorita câmpului electromagnetic poluant, semnal care poate defecta functionarea unui echipament sau sistem. Interferenta electromagnetica poate fi definita ca o poluare electromagnetica, la fel de periculoasa ca poluarea aerului sau a apei în mediul ambiant. Fenomenul de compatibilitate electromagnetica are trei componente : sursa unui câmp electromagnetic poluant, calea de propagare si receptorul afectat, reprezentat prin echipamentul sau sistemul în functionare normala. Sursele de zgomot electromagnetic sunt cauzate de fenomene naturale sau artificiale, ca de exemplu:
· &nbs 16116v2115q p; Zgomotele electrice generate de furtuni electrice, reprezinta surse naturale de zgomote electromagnetice cu frecvente sub 10 MHz.
· &nbs 16116v2115q p; Zgomotele generate de radiatiile solare si zgomotele cosmice reprezinta surse naturale de zgomote cu frecvente peste 10 MHz.
· &nbs 16116v2115q p; Zgomotele electrice artificiale sunt generate de activitatile umane si pot fi neintentionat sau intentionat create. Sursele neintentionat create de om sunt echipamente a caror functionare nu are ca scop emisia de câmpuri electromagnetice, precum calculatoarele electronice, motoarele electrice, echipamentele cu relee cu contacte, tuburi fluorescente, sudura cu arc, motoarele cu autoaprindere, cablurile TV etc. Sursele de poluare electromagnetica intentionat create de activitatile umane sunt acele echipamente a caror functionare normala consta în emisia de semnale electromagnetice, ca de exemplu echipamente radar, radiouri mobile, echipamente cu modulare în frecventa sau amplitudine etc.
Important în poluarea electromagnetica este mecanismul de cuplare între sursa si receptor, care poate fi prin radiatie sau prin conductie. Cuplarea prin radiatie se face prin intermediului câmpului electromagnetic între sursa si receptor ca între doua aparate, ca de exemplu un pistol de lipit în contact manual si cu transformator poate afecta prin impulsurile câmpului electromagnetic un calculator. Cuplarea prin conductie între doua aparate se face prin firele retelei de alimentare , prin firul comun de împamântare al echipamentelor , etc. De exemplu, cuplând la aceiasi retea de alimentare un calculator si un termostat pentru încalzirea unui volum, conectarea/deconectarea automata a rezistentei de încalzire a termostatului provoaca variatii ale tensiunii de alimentare a retelei care influenteaza aparatele conectate la aceiasi retea de alimentare. Poluarea electromagnetica, adica operatia unor tensiuni parazite în circuitele electrice, poate fi numai între doua aparate, ci si în cadrul aceluiasi aparat. De exemplu, poluarea prin conductie apare în cadrul unui aparat în care functionarea unui etaj de putere în impulsuri poate provoca variatii ( caderi ) ale tensiunii de alimentare, ceea ce poate influenta ( prin conductie ) alte etaje ale aparatului respectiv. Poluarea prin inductie în cadrul unui aparat poate apare atunci când de exemplu variatii ale unui semnal electric provoaca, datorita câmpului magnetic propriu, semnale în alte circuite ale aparatului.
Interferenta electromagnetica poate apare si între echipamente de calcul, atât prin inductie ( prin sursa de alimentare în ca ) cât si prin conductie ( prin câmpul electromagnetic creat de functionarea unui calculator ). Pentru a studia interferenta electromagnetica sunt necesare teste, prin care se masoara amplitudinea si frecventa semnalului nedorit, indus de sursa poluanta în aparatul supus testarii. Aceste masurari se fac cu analizoare spectrale.
Pentru a reduce semnalele parazite care apar prin inductie de la sursa poluanta se folosesc ecrane electrice între sursa si aparatul testat. Pentru a reduce semnalele parazite care apar prin conductie între sursa poluanta si aparatul testat, se folosesc filtre electrice pe tensiunile de alimentare. De exemplu, în acest scop la aparatele cu circuite integrate, circuitul imprimat este astfel realizat încât barele de alimentare ( +, - ) sa fie suprapuse pe suprafate cât mai mari, ceea ce formeaza de fapt un condensator electric cu rol de filtrare.
În prezent, datorita aparitiei a numeroase surse poluante, problema compatibilitatii electromagnetice este deosebit de actuala, existând institutii de specialitate care se ocupa cu elaborarea de standarde si recomandari în acest domeniu. La nivel international, exista organizatii de standardizare, specializate pe anumite domenii de aplicatie, ca de exemplu:
· &nbs 16116v2115q p; ISO - în domenii largi ( mecanic , electric etc. )
· &nbs 16116v2115q p; IEC, CISPR - în domeniul electrotehnic, electronic
· &nbs 16116v2115q p; CCITT - în domeniul telecomunicatiilor
· &nbs 16116v2115q p; CCIR - în comunicatii radio
În prezent exista si agentii nationale, care de exemplu preiau recomandarile de la CISPR ( International Special Committee on Radio Interference ). Prin aceste standarde se stabileste nivelul acceptabil de interferenta ( de susceptibilitate ) electromagnetica pentru diferite surse poluante si diverse echipamente influentate prin poluare electromagnetica. În domeniul aparaturii de automatizare cel mai important organism international este IEC ( International Electrotehnical Commission ). Acest organism are comitete pe diferite domenii, ca de exemplu:
TC 77 - Compatibilitate electromagnetica între echipamente electrice, inclusiv retele
TC 65 - Masurari industriale si conducerea proceselor
În tara noastra, Institulul Român de Standardizare si Marci are ca preocupare principala coordonarea lucrarilor de cercetare si de adaptare a recomandarilor si regulamentelor internationale în domeniul standardelor, inclusiv în domeniul compatibilitatii electromagnetice.
INFLUENŢA CÂMPULUI ELECTROMAGNETIC ASUPRA ORGANISMULUI UMAN.
Operatorul uman, în activitatea sa de îndeplinire a rolului sau de a conduce un proces tehnologic, este supus influentei câmpurilor electromagnetice. Principala actiune a câmpurilor electromagnetice asupra organismului uman consta în agravarea sau accelerarea aparitiei bolilor cardiace, vasculare, neurologice si psihice. Aceasta influenta, care depinde de intensitatea câmpurilor electromagnetice si de durata de expunere, este în continua crestere datorita maririi numarului de surse poluante cu câmpuri electromagnetice. Pentru aprecierea influentei câmpurilor electromagnetice asupra organismelor vii s-au facut cercetari experimentale asupra unui individ separat si asupra unui grup de indivizi, de diferite vârste, pe durate diferite de expunere în timpul serviciului si pentru diferiti parametrii ai factorilor poluanti. De exemplu dintr-o grupa de indivizi, cu vârste peste 40 ani, care se ocupau cu instalatii la frecvente înalte 10KHz - 30 MHz, cu o intensitate de 100 - 300 V/m, numai 7,4 % nu au reclamat perturbari ale starii de sanatate si în primul rând al sistemului nervos si cardio-vascular. Cercetari similare s-au efectuat în spatii de productie, unde s-a constatat ca prezenta câmpurilor electromagnetice de joasa frecventa are o influenta negativa asupra sistemului cardio-vascular al muncitorilor, observându-se o reducere a pulsului, o modificare a ECG, o micsorare a puterii de receptie vizuale si auditive si o accentuare a starii de oboseala.
Principalele surse de poluare sunt :
· &nbs 16116v2115q p; Câmpul electric natural al Pamântului care depinde de latitudine si altitudine
· &nbs 16116v2115q p; Câmpul electric static artificial ( care de exemplu apare în procesul de prelucrare a unor mase plastice, în utilizarea unor tesaturi din materiale sintetice etc. )
· &nbs 16116v2115q p; Câmpul magnetic terestru ( care are o componenta variabila, numita furtuna magnetica, în functie de fenomene astronomice, ca de exemplu datorita exploziilor solare )
· &nbs 16116v2115q p; Câmpurile electromagnetice naturale ( de exemplu de la fulgere )
· &nbs 16116v2115q p; Câmpurile electromagnetice artificiale ( de exemplu, undele radio în gama 3 105 - 3 107 Hz, retelele industriale de alimentare cu energie electrica, la frecventa de 50 Hz etc. )
Pentru masurarea intensitatii câmpului electromagnetic se pot folosi aparate pentru lucrari de cercetare ( foarte scumpe, de precizie ridicata si produse intr-un numar redus de exemplare ) si aparate pentru verificari experimentale ( de precizie redusa si produse în serie mare ). Pentru masurarea intensitatii câmpurilor electromagnetice în laboratoare, în spatii industriale de lucru, în centre urbane etc. se pot folosi aparate, care au costuri reduse si cu o precizie satisfacatoare.
În prezent, pe plan mondial, se întreprind actiuni pentru limitarea efectelor câmpurilor electromagnetice asupra organismelor vii, dintre care cele mai importante sunt:
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Normarea intensitatii admisibile ale câmpurilor electromagnetice, pentru activitati industriale si pentru locuinte, în centre urbane sau rurale. Aceasta diferentiere este necesara deoarece timpul de expunere a unei persoane difera într-o activitate industriala si în spatiul de locuit. De exemplu, în SUA este recomandata densitatea de putere maxima a câmpului electromagnetic de 10 mW/cm2, în domeniul de frecvente de 10 105 MHz. În multe tari sunt elaborate tabele, prin care se determina valorile admisibile în functie de timpul de expunere.
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Aplicarea de masuri de protectie în desfasurarea unor activitati cu surse de câmpuri electromagnetice, dintre care se pot mentiona :
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Protectia fata de câmpuri magnetice puternice, constante si de joasa frecventa, realizând ecrane din materiale feromagnetice care au o permeabilitate ridicata, ca de exemplu din aliaje fier-nichel.
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Protectia prin limitarea timpului de expunere, utilizând aparate de avertizare acustica sau optica.
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Protectia prin desfasurarea activitatilor la distanta calculata fata de sursa de câmp electromagnetic, se face utilizând relatii empirice în care intervin parametrii sursei radiante.
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Protectia prin utilizarea unor ecrane ale locului de munca, ca de exemplu a unor încaperi formate din plase metalice.
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Protectia prin utilizarea unor suprafete reflectorizante ale câmpului electromagnetic, ca de exemplu a unor folii metalice.
· &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; &nbs 16116v2115q p; Protectia prin utilizarea unor halate sau alte articole de îmbracaminte de protectie, realizate din tesaturi din bumbac, matase, etc. , în structura carora intra fire subtiri metalice, care de exemplu formeaza ochiuri de dimensiunile 0,5 0,5 mm.
Cercetarile recente privind influenta câmpurilor electromagnetice asupra organismelor vii, au demonstrat ca acestea actioneaza într-un mod deosebit de complex asupra fenomenelor intracelulare, asupra celulelor si organelor si organismului pe ansamblu. În prezent cercetarile în acest domeniu sunt dirijate spre elaborarea de noi normative privind sursele de poluare si pentru implementarea de noi tehnici de protectie a omului fata de influenta câmpurilor electromagnetice.
2. IMPACTUL SECTORULUI ENERGETIC ASUPRA MEDIULUI
Energia este esentiala pentru bunastarea economica si sociala, pentru bunul mers al majoritatii activitatilor industriale si comerciale. Cu toate acestea, productia si consumul de energie exercita presiuni considerabile asupra mediului, care includ contributii la schimbarile climatice, deteriorarea ecosistemelor naturale, deteriorarea mediului construit si producerea de efecte adverse asupra sanatatii umane.
Sectorul energetic presupune activitati ce au ca scop principal obtinerea de energie electrica si energie calorica necesare încalzirii sau pentru incinerarea deseurilor.
Sectorul energetic cuprinde urmatoarele activitati: extractia si prepararea carbunelui, extractia petrolului si gazelor naturale, extractia si prepararea minereurilor radioactive, industria de prelucrare a titeiului, productia, transportul si distributia de energie electrica si termica, gaze si apa calda.
Energia exista în diferite forme definite ca energie mecanica, energie termica, energie chimica, energie electrica, energie radianta si energie atomica.
Cresterea vertiginoasa a necesarului de energie, o componenta de baza în evolutia omenirii, s-a realizat, în decursul mai multor generatii, prin ignorarea totala a efectului pe care îl are asupra mediului, înregistrându-se numeroase accidente ecologice, unele cu efecte iremediabile.
Dintre sursele de energie, centralele termo-electrice reprezinta sursa cea mai importanta care polueaza aerul prin procesele de combustie si care genereaza emisii de gaze cu efect de sera.
Energia nucleara furnizeaza o proportie redusa din totalul energiei necesare iar energia solara constituie o rezerva a viitorului.
Principalii combustibili folositi în prezent si care vor fi folositi si în viitor sunt combustibilii fosili (carbune, petrol, gaze naturale).
Teoretic, printr-o ardere completa a unui combustibil pur, ar rezulta numai bioxid de carbon si apa, substante practic lipsite de nocivitati considerabile. In practica însa nici combustibilii nu sunt puri si nici procesul de ardere nu este complet. Rezulta deci din aceste procese de ardere o cantitate de produsi secundari care intra în compozitia fumului si care sunt emisi în atmosfera. Cantitatea lor este cu atât mai mare cu cât combustibilul contine mai multe impuritati si arderea este mai putin completa. Fumul rezultat contine atât suspensii, cât si gaze ce contin oxizi de azot, bioxid de sulf, oxid de carbon, acid fluorhidric, aldehide si alte hidrocarburi. Toate aceste substante au efecte nocive atât asupra omului cât si asupra mediului înconjurator.
Poluarea aerului duce la ploi acide, datorate în primul rând emisiilor de bioxid de sulf si oxizi de azot de la centralele termoelectrice si autovehicule, care produc daune padurilor si lacurilor.
Hidrocentralele modifica peisajul, ecosistemele, varietatea si numarul de specii, calitatea apei (prin concentrarea în saruri), apa nefiind potabila. Constructia unei hidrocentrale necesita eliberarea unei suprafete mari de teren, defrisari masive, deplasarea populatiei spre alte zone. Datorita excesului de umiditate atmosferica în zona se produc perturbatii climatice: scaderea temperaturii medii, ceata.
Lacul de acumulare creaza presiuni mari în straturi, generatoare de cutremure, totodata acestea preiau volumul mare de apa în caz de viituri, evitând producerea inundatiilor. Barajele sunt bariere în calea migratiei pestilor, cei mai afectati fiind somonii si pastravii. In lac creste temperatura apei, deci pot disparea unele specii de pesti si scoici. Daca o specie dispare, întreg echilibrul ecologic este afectat, prin lantul trofic.
Centralele nuclearo-electrice polueaza mediul prin debitul mare de apa necesar în sistemul de racire si prin continutul în radionuclizi al gazelor, lichidelor si materialelor solide evacuate. Apa calda provenita din sistemul de racire poate provoca poluarea termica în zona de evacuare, deci o înmultire a algelor, disparitia unor specii.
Centralele eoliene ocupa o mare suprafata de teren si prin zgomot produc poluare fonica - mult mai redusa, comparativ cu celelalte surse de energie.
Centralele solare blocheaza o suprafata mare de teren pentru captare, dar nu au alt impact asupra mediului.
România încearca sa se alinieze cu tarile Uniunii Europene în privinta principalelor prevederi referitoare la impactul sistemelor energetice asupra mediului. Reducerea impactului sistemelor energetice asupra mediului si apropierea normelor prevazute în acest domeniu de reglementarile Uniunii Europene urmeaza sa se realizeze prin lucrarile de reabilitare si modernizare, prin ecologizarea haldelor de zgura si cenusa, monitorizarea continua a calitatii mediului în zona marilor obiective energetice, reabilitarea solurilor poluate si reintroducerea acestora în circuitul agricol, reducerea emisiilor de noxe la rafinarii si minimizarea pierderilor, refacerea ecologica a unor zone petrolifere prin reducerea riscului în operare.
Finalizarea si punerea în functiune a Unitatii 2 de la Centrala Nuclearoelectrica Cernavoda va contribui semnificativ la procesul de reducere a impactului sectorului energetic asupra mediului.
De asemenea, în domeniul petrolier urmeaza sa se produca benzine si motorine ecologice si sa se continue adoptarea de norme si reglementari pentru stabilirea conditiilor de introducere pe piata a unor produse petroliere în conformitate cu standardele Uniunii Europene.
In sectorul extractiv se va urmari monitorizarea, prevenirea si reducerea impactului asupra mediului, precum si reabilitarea zonelor miniere dezafectate.
Sectorul energetic poate si trebuie sa beneficieze de oportunitatea creata de potentialul de reducere a emisiilor de gaze cu efect de sera, prin mecanismele flexibile promovate de Protocolul de la Kyoto la Conventia-Cadru a Natiunilor Unite asupra schimbarilor climatice, ratificat de România prin Legea nr. 3/2001. Valorificarea acestui potential prin proiecte "implementate în comun" sau "comert cu emisii" este o importanta sursa de finantare a procesului de eficientizare si dezvoltare durabila a sectorului energetic. Compatibilitatea cu mediul pentru produsele si tehnologiile energetice este parte integranta a competitivitatii acestora.
3. IMPACTUL CONSUMULUI DE ENERGIE ASUPRA MEDIULUI
Emisiile totale de gaze cu efect de sera în UE au scazut în 1990 si 2000, dar emisiile din sectorul energetic, reprezentând cea mai mare parte a acestora, au avut o scadere mult mai redusa, facând improbabile scaderile semnificative ale emisiilor totale în deceniile urmatoare.
Reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera din domeniul energetic în cursul ultimului deceniu a fost realizata datorita reducerilor considerabile în cadrul sectorului industrial si al sectorului de producere a energiei, reduceri ce au fost în general depasite de cresterea din domeniul transportului.
Consumul de energie este o sursa majora de poluare atmosferica. Acesta contribuie la peste 90% din emisiile de bioxid de sulf din UE, la aproape totalitatea emisiilor de oxizi azotici, la aproape jumatate din emisiile de compusi organici volatili fara metan si la aproximativ 85% din particule. Masurile luate pentru reducerea poluarii atmosferice din sectorul energetic au dus la scaderea emisiilor de bioxid de sulf si oxizi azotici. O contributie importanta a avut-o trecerea de la utilizarea carbunelui la utilizarea gazului natural, cresterea eficientei producerii de
electricitate cu ajutorul combustibililor fosili, precum si procentul tot mai mare al surselor de energie nucleara si regenerabila.
Alte presiuni asupra mediului datorate producerii si consumului de energie includ deseuri miniere si nucleare. Poluarea cu petrol de la rafinariile de coasta, platformele petroliere si transportul maritim a fost redusa, însa continua sa aiba un impact semnificativ asupra mediului marin.
Prin folosirea energiei termice se produce poluare termica si estetica.
Folosirea energiei electrice poate polua termic, fonic, electromagnetic, chimic si estetic mediul, însa impactul asupra mediului înconjurator privind distributia si furnizarea energiei electrice este nesemnificativ.
Poluarea vizuala se resimte prin deteriorarea peisajului, mai pregnant vizibil în zonele rurale si în special în zonele turistice.
Din analiza categoriilor de impact negativ al câmpului electromagnetic creat de elementele retelei electrice de foarte înalta tensiune rezulta ca în România nu se depasesc limitele normate sau recomandate de standardele internationale. Singurele categorii care ar putea afecta populatia, câmpul magnetic si ionizarea creata de descarcarea de tip corona si descarcarile partiale nu sunt clarificate pe plan international, cercetari stiintifice desfasurându-se în continuare.
In mod normal, în timpul activitatii de distributie si furnizare a energiei electrice nu rezulta poluanti în aer.
Poluarea psihica este provocata de teama de apropierea de instalatiile energetice.
Poluarea zonelor protejate este limitata deoarece din faza de proiect, aceste zone sunt evitate. In cazurile exceptionale se apeleaza la solutii tehnice ecologice, cum ar fi: montarea pe vârful stâlpilor de cuiburi de barza, montarea pe izolatoarele de 110 kV de dispozitive antipasare, folosirea de linii cu multiple functiuni cu fibra optica, transmisii de înalta frecventa FIF. In cazul amplasarii instalatilor energetice în zone silvice, se efectueaza defrisari în faza de constructie, care se mentin si pe perioada exploatarii, refecându-se numai vegetatia de mica înaltime.
Nivelul de zgomot si vibratii produs este în limitele normate (STAS10009/88); echipamentele care produc zgomot, sunt ecranate fiind amplasate în cladiri zidite, statiile de distributie de energie electrica sunt amplasate la distante de protectie fata de zonele de locuit conform PE 101 A/1985.
Pentru diminuarea aproape de zero a nivelului de radiatii emise în mediu, instalatiile sunt amplasate la distante de protectie fata de sol, cladiri.
Sursele majore de poluare a mediului sunt reprezentate de centralele termoelectrice cu functionare pe pacura si gaze naturale, cu functionare pe lignit si gaze naturale si de centralele termice din asezarile urbane.
Principalii poluanti emisi de sursele de ardere produc poluarea aerului. Acestia pot fi:
1 &nbs 16116v2115q p; pulberi (cenusa zburatoare, particule de carbune, zgura, pamânt, funingine, etc);
2 &nbs 16116v2115q p; oxizi de sulf (SO2 si SO3 );
3 &nbs 16116v2115q p; oxizi de azot (NO si NO2);
4 &nbs 16116v2115q p; oxizi de carbon;
5 &nbs 16116v2115q p; gudroane;
6 &nbs 16116v2115q p; hidrocarburi;
7 &nbs 16116v2115q p; acizi organici, etc.
Combustibilul nuclear uzat reprezinta deseul cel mai puternic radioactiv, în multe cazuri fiind nevoie de câteva sute de mii de ani pentru ca acestea sa se dezintegreze. Deoarece cantitatea produsa depinde în principal de cantitatea de energie produsa de centralele nucleare.
|
