Como os campos eletromagnéticos das linhas aéreas de energia afetam pessoas, animais e plantas

A influência biológica dos campos elétricos e magnéticos no organismo de humanos e animais tem sido muito estudada. Os efeitos observados, se ocorrerem, ainda não estão claros e são difíceis de definir, então este tópico permanece relevante.

Os campos magnéticos do nosso planeta têm origem dupla – natural e antropogênica. Campos magnéticos naturais, chamados de tempestades magnéticas, se originam na magnetosfera da Terra. Os distúrbios magnéticos antropogênicos cobrem um território menor que os naturais, mas sua manifestação é muito mais intensa e, portanto, traz danos mais tangíveis. Como resultado da atividade técnica, o homem cria campos eletromagnéticos artificiais centenas de vezes mais fortes que o campo magnético natural da Terra. Fontes de radiação antropogênica são: poderosos dispositivos de transmissão de rádio, veículos eletrificados, linhas de energia.

Faixa de frequência e comprimentos de onda de algumas fontes de radiação eletromagnética

Um dos patógenos mais poderosos ondas eletromagnéticas — correntes de frequência industrial (50 Hz).Assim, a força do campo elétrico diretamente sob a linha de energia pode atingir vários milhares de volts por metro de solo, embora devido à propriedade de reduzir a tensão do solo, já a uma distância de 100 m da linha, a intensidade cai drasticamente a várias dezenas de volts por metro.

Estudos do efeito biológico de um campo elétrico estabeleceram que, mesmo com uma força de 1 kV / m, ele tem um efeito adverso no sistema nervoso humano, o que, por sua vez, leva à interrupção do aparelho endócrino e do metabolismo do corpo (cobre , zinco, ferro e cobalto), perturba as funções fisiológicas: frequência cardíaca, pressão arterial, atividade cerebral, processos metabólicos e atividade imunológica.

Desde 1972, surgiram publicações nas quais é considerado o efeito em humanos e animais de campos elétricos com intensidade acima de 10 kV / m.

Força do campo magnético proporcional à corrente e inversamente proporcional à distância; a força do campo elétrico é proporcional à tensão (carga) e inversamente proporcional à distância. Os parâmetros desses campos dependem da classe de tensão, características de projeto e dimensões geométricas da linha de alta tensão. O aparecimento de uma fonte poderosa e extensa de campo eletromagnético leva a uma mudança nos fatores naturais que formavam o ecossistema. Campos elétricos e magnéticos podem induzir cargas e correntes superficiais no corpo humano.

Estudos mostram que a corrente máxima no corpo humano induzida por um campo elétrico é muito maior do que a corrente causada por um campo magnético.Assim, o efeito nocivo do campo magnético se manifesta apenas em sua força de cerca de 200 A / m, que ocorre a uma distância de 1-1,5 m dos fios da linha de fase e é perigoso apenas para o pessoal de serviço ao trabalhar sob tensão. Esta circunstância permitiu concluir que não há efeito biológico de campos magnéticos de frequência industrial em pessoas e animais sob linhas de energia. Assim, o campo elétrico das linhas de energia é o principal fator biologicamente eficaz para a transmissão de energia estendida, que pode se tornar uma barreira ao movimento de várias espécies da fauna aquática e terrestre.

Linhas de energia de campos elétricos e magnéticos afetando uma pessoa sob uma linha de energia CA aérea

Com base nas características de projeto de transmissão de energia (condutor sag), a maior influência do campo ocorre no meio da seção, onde a tensão para linhas de super e ultra-alta tensão na altura de uma pessoa é de 5 a 20 kV / m e superior, dependendo da classe de tensão e do design da linha.

Nos suportes, onde a altura da suspensão dos fios é maior e o efeito de blindagem dos suportes afeta, a intensidade do campo é menor. Uma vez que pessoas, animais, transportes podem estar sob os fios das linhas de energia, torna-se necessário avaliar as possíveis consequências da permanência longa e curta dos seres vivos em um campo elétrico de intensidade diferente.

Os mais sensíveis aos campos elétricos são os ungulados e as pessoas com sapatos que os isolam do solo. Cascos de animais também são bons isolantes.Nesse caso, o potencial induzido pode chegar a 10 kV, e o pulso de corrente através do corpo ao tocar um objeto aterrado (galho de arbusto, folha de grama) é de 100-200 μA. Esses pulsos de corrente são seguros para o corpo, mas o desconforto faz com que os ungulados evitem linhas de alta tensão no verão.

Na ação de um campo elétrico sobre uma pessoa, as correntes que fluem através de seu corpo desempenham um papel dominante. Isso é determinado pela alta condutividade do corpo humano, onde predominam órgãos com sangue e linfa circulando neles.

Atualmente, experimentos em animais e voluntários humanos estabeleceram que a densidade de corrente com condutividade de 0,1 μA / cm e inferior não afeta o trabalho do cérebro, uma vez que as biocorrentes pulsadas, que normalmente fluem no cérebro, excedem significativamente a densidade de tal corrente de condutividade.

A uma densidade de corrente de 1 μA / cm, observa-se cintilação de círculos de luz nos olhos de uma pessoa, densidades de corrente mais altas já capturam os valores limiares de estimulação de receptores sensoriais, bem como células nervosas e musculares, o que leva a medo e reações motoras involuntárias.

No caso de uma pessoa tocar objetos isolados do solo na área de um campo elétrico de intensidade significativa, a densidade de corrente na área do coração depende fortemente do estado das condições básicas (tipo de calçado, condição do solo, etc.), mas já pode atingir esses valores.

Na corrente máxima correspondente a Emax == 15 kV / m (6,225 mA), uma certa parte dessa corrente fluindo pela área da cabeça (cerca de 1/3) e a área da cabeça (cerca de 100 cm), a densidade de corrente< 0,1 μA / cm, o que confirma a admissibilidade da resistência aceita de 15 kV / m sob os condutores da linha aérea.

Para a saúde humana, o problema é determinar a relação entre a densidade de corrente induzida nos tecidos e a indução magnética do campo externo, V. Cálculo da densidade de corrente

é complicado pelo fato de que seu caminho exato depende da distribuição da condutância y nos tecidos do corpo.

Portanto, a condutância específica do cérebro é determinada em = 0,2 cm / m e o músculo cardíaco em = 0,25 cm / m. Se o raio da cabeça for de 7,5 cm e o raio do coração for de 6 cm, então o produto yR acaba sendo o mesmo em ambos os casos. Portanto, uma representação da densidade de corrente na periferia do coração e do cérebro pode ser dada.

Foi determinado que a indução magnética segura para a saúde é de cerca de 0,4 mT a uma frequência de 50 ou 60 Hz. Em campos magnéticos (de 3 a 10 mTl, f = 10 — 60 Hz), observa-se o aparecimento de leves oscilações, semelhantes às que ocorrem quando o globo ocular é pressionado.

A densidade de corrente induzida no corpo humano por um campo elétrico de valor de intensidade E é calculada da seguinte forma:

° Com diferentes coeficientes k para as regiões do cérebro e do coração.

O valor de k =3-10-3 cm / Hzm.

Segundo cientistas alemães, a intensidade do campo em que a vibração do cabelo é sentida por 5% dos homens testados é de 3 kV / m, e para 50% dos homens testados é de 20 kV / m. Atualmente não há evidências de que as sensações causadas pela ação do campo criem qualquer efeito adverso. Relativamente à relação entre densidade de corrente e influência biológica, podem distinguir-se quatro áreas, apresentadas no quadro.

J, μA / cm Efeitos observados 0,1 Não 1,0 Círculos leves cintilantes nos olhos 10-50 Sintomas nevrálgicos agudos semelhantes aos causados ​​por um choque elétrico maior que 100 Maior probabilidade de fibrilação ventricular, parada cardíaca, espasmo prolongado dos músculos respiratórios, queimaduras graves

A última região do valor de densidade de corrente refere-se a tempos de exposição da ordem de um ciclo cardíaco, ou seja, aproximadamente 1 s por pessoa. Para exposições mais curtas, os valores limite são maiores. Para determinar o valor limite da intensidade do campo, foram realizados estudos fisiológicos em pessoas em condições de laboratório com uma intensidade de 10 a 32 kV / m. Verificou-se que na tensão de 5 kV/m, 80% das pessoas não sentem dor durante as descargas ao tocar em objetos aterrados. É este valor que é aceito como normativo ao trabalhar em instalações elétricas sem o uso de meios de proteção.

A dependência do tempo admissível de permanência de uma pessoa em um campo elétrico com intensidade E maior que o limite é aproximada pela equação

A realização desse estado garante a auto restauração do estado fisiológico do corpo durante o dia sem reações residuais e alterações funcionais ou patológicas.

Vamos conhecer os principais resultados das pesquisas sobre os efeitos biológicos dos campos elétricos e magnéticos conduzidas por cientistas soviéticos e estrangeiros.

Efeitos de campos elétricos no pessoal

Durante os estudos, um dosímetro integrador foi fixado no antebraço superior de cada trabalhador.A exposição diária média para trabalhadores em linhas de alta tensão variou de 1,5 kV/(m-h) a 24 kV/(m-h). Os valores máximos são observados em casos muito raros. A partir dos dados obtidos no estudo, pode-se concluir que não há relação perceptível entre a exposição de campo e o estado geral da saúde humana.

Linhas elétricas aéreas e câncer infantil

Em instalações residenciais campo magnético podem ser criados por equipamentos e fiação elétrica doméstica, cabos subterrâneos externos e linhas elétricas aéreas. Os locais de estudo e controle foram agrupados em intervalos de 25 m próximos à linha aérea, com o grau de risco a uma distância de mais de 100 m da linha tomada como unidade.

Esses resultados não suportam a hipótese de que os campos magnéticos de frequência de energia influenciam a ocorrência de câncer em crianças.

Efeito eletrostático no cabelo humano e animal

O estudo foi realizado em conexão com a hipótese de que a influência do campo sentido pela superfície da pele é causada pela ação de forças eletrostáticas no cabelo. Como resultado, verificou-se que com uma intensidade de campo de 50 kV / m, o sujeito sentiu coceira associada às vibrações do cabelo, registradas com dispositivos especiais.

Efeito do campo elétrico nas plantas

Os experimentos foram conduzidos em uma câmara especial em um campo não distorcido com intensidade de 0 a 50 kV/m. Pequenos danos ao tecido foliar foram encontrados em exposições de 20 a 50 kV/m, dependendo da configuração da planta e do teor de umidade inicial. Necrose tecidual foi observada em partes da planta com bordas afiadas.Plantas grossas com superfície arredondada e lisa não são danificadas a uma tensão de 50 kV / m. O dano é o resultado da coroa nas partes salientes da planta. Nas plantas mais fracas, o dano é observado 1-2 horas após a exposição. É importante ressaltar que em mudas de trigo com pontas muito afiadas, a coroa e os danos foram perceptíveis em uma tensão relativamente baixa de 20 kV/m. Este é o limite mais baixo para deficiência em estudos.

O mecanismo mais provável de dano ao tecido vegetal é térmico. O dano tecidual ocorre quando a força do campo se torna alta o suficiente para causar corona, e uma corrente corona de alta densidade passa pela ponta da folha. O calor liberado neste caso através da resistência do tecido da folha resulta na morte de uma camada estreita de células , que perdem água com relativa rapidez, secam e encolhem. No entanto, esse processo tem uma limitação e a porcentagem da superfície seca da planta é pequena.

O efeito do campo elétrico nos animais

A pesquisa foi conduzida em duas direções: pesquisa ao nível do biossistema e pesquisa dos limiares das influências detectadas. Entre as galinhas colocadas em campo com tensão de 80 kV/m, notou-se ganho de peso, viabilidade e baixa mortalidade. O limiar de percepção de campo foi medido em pombos-correio. Os pombos demonstraram ter algum mecanismo para detectar campos elétricos de baixa intensidade. Não foram observadas alterações genéticas. Salienta-se que animais que vivem em um campo elétrico de alta intensidade podem sofrer um minichoque devido a fatores externos, dependendo das condições do experimento, o que pode levar a alguma ansiedade e excitação dos testados.

Vários países têm regulamentos que limitam os limites de intensidade de campo na área de linhas de transmissão aéreas. Uma tensão máxima de 20 kV/m é recomendada na Espanha, e o mesmo valor é atualmente considerado o limite na Alemanha.

A conscientização pública sobre o efeito do campo eletromagnético em organismos vivos continua a crescer, e algum interesse e preocupação sobre esse efeito levará a pesquisas médicas relevantes contínuas, especialmente em pessoas que vivem perto de linhas elétricas aéreas.

Mais informações sobre este tema:

V.I. Chekhov "Aspectos ambientais da transmissão de eletricidade" (para baixar o livro — Zip, DjVu)

O livro fornece uma descrição geral do impacto ambiental das linhas elétricas aéreas. As questões de cálculo da força máxima do campo elétrico sob a linha de corrente alternada e métodos de sua redução, rejeição de terras sob a linha de rota, o impacto do campo eletromagnético nas pessoas, flora e fauna do aparecimento de rádio e ruído acústico são considerados. São consideradas as características do impacto ambiental das linhas de corrente contínua e das linhas de cabo de extra alta tensão.

Veja também neste tópico: Proteção de uma pessoa contra a exposição à radiação eletromagnética