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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Peligros de la electricidad: reales, imaginarios e inexplorados. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Electricidad para principiantes. Las conversaciones sobre los efectos nocivos de los campos electromagnéticos (CEM) comenzaron a fines de la década de 20, cuando apareció una técnica que operaba con corrientes relativamente altas en el rango de alta frecuencia (HF). Y después de la guerra, comenzaron a estudiar seriamente los efectos biológicos de los radares, HF, UHF y dispositivos de microondas. Toda la atención se dirigió a los efectos térmicos de las frecuencias de ultra-guión y microondas. El modelo térmico de impacto se basó en la posibilidad de un sobrecalentamiento inaceptable del cuerpo humano o de órganos individuales en la zona EMF (el efecto de "un hombre en un horno de microondas"). Si hablamos de frecuencias relativamente bajas (de 50 Hz a cientos de kHz), entonces el punto de vista generalmente aceptado fue el siguiente: la densidad de la corriente inducida en los tejidos biológicos por campos magnéticos y eléctricos alternos debería ser significativamente menor que la densidad de biocorrientes que fluyen en los tejidos vivos. Se excluyó el sobrecalentamiento (como en el microondas). Todos los demás efectos que se observaron de vez en cuando se atribuyeron a artefactos, procesos que a veces ocurren durante el estudio del cuerpo como resultado de la exposición o el procesamiento y que normalmente no son característicos de él. Para el posible efecto biológico de los campos electromagnéticos constantes, hicieron una indulgencia y asumieron que un campo eléctrico constante tiene algún efecto en las células vivas, pero negaron completamente esto a un campo magnético constante. Esto se argumentó por el hecho de que la energía de interacción del campo magnético con las moléculas biológicas es varios órdenes de magnitud menor que la energía del movimiento térmico de las moléculas. Hoy, esta opinión provoca una sonrisa. Para ser justos, debe decirse que la idea del efecto de los campos débiles en el cuerpo fue desacreditada en cierta medida por algunos datos de experimentos magnetobiológicos publicados en la literatura, cuya formulación no resistió las críticas. En la década de 1970, los especialistas volvieron a los efectos de los campos magnéticos y eléctricos débiles y muy débiles en sistemas fisicoquímicos modelo, objetos biológicos y el cuerpo humano. Los mecanismos que provocan estos efectos "funcionan" a nivel de moléculas, ya veces de átomos, por lo que son muy difíciles de detectar. Sin embargo, los científicos han demostrado experimentalmente y explicado teóricamente efectos magnéticos y de espín. Resultó que aunque la energía de la interacción magnética es varios órdenes de magnitud menor que la energía del movimiento térmico, pero en esa etapa de la reacción, donde realmente sucede todo, el movimiento térmico no tiene tiempo de interferir con la acción del movimiento magnético. campo. Este descubrimiento nos hace mirar de nuevo el fenómeno mismo de la vida en la Tierra, que surgió y se desarrolló en las condiciones del campo geomagnético. El laboratorio mostró el efecto de campos magnéticos permanentes y variables relativamente débiles (un orden de magnitud o dos más que los geomagnéticos) en el resultado de la reacción primaria de la fotosíntesis, la base de todo el ecosistema de nuestro planeta. Esta influencia resultó ser pequeña (menos del uno por ciento), pero algo más es importante: la prueba de su existencia real. El segundo descubrimiento importante es la presencia de las llamadas "ventanas de sensibilidad" de los objetos físicos y químicos vivos y modelo a la frecuencia y magnitud de los campos. En 1985, se estableció por primera vez que las frecuencias de las "ventanas de sensibilidad" de los objetos biológicos coinciden con las frecuencias del ciclotrón en un campo magnético constante dado de iones de moléculas clave en varias reacciones bioquímicas. El fenómeno se denomina resonancia ciclotrónica biológica. Los experimentos han demostrado que el efecto producido a la frecuencia del ciclotrón por un campo magnético alterno está determinado por el valor de su proyección en la dirección del campo magnético constante. Si las direcciones de los campos son perpendiculares, entonces no hay efectos. En un campo magnético constante bajo, la resonancia biológica del ciclotrón puede manifestarse a bajas frecuencias. Así, en el campo geomagnético de Novosibirsk y Yakutsk, la frecuencia de resonancia del ciclotrón es cercana a los 50 Hz, es decir, a la frecuencia de la corriente alterna en la red. Y para el campo geomagnético de Moscú, es menor. En las casas de hormigón armado, la frecuencia de resonancia del ciclotrón está distorsionada. ¿Qué significa todo esto en la práctica, en la vida cotidiana? Planchamos con una plancha eléctrica en aquellos momentos en que la posición de la plancha y el campo magnético terrestre crean una posición en la que los iones de calcio de nuestras células entran en un estado de resonancia magnética. En pocas palabras, comienzan a comportarse en las células no como deberían. Si esto es bueno o malo, lo consideraremos un poco más adelante, pero ahora prestemos atención a otra cosa. La televisión, la estufa eléctrica, la lavadora, la computadora y otros electrodomésticos que nos rodean, en cierta posición con respecto a nuestro cuerpo (o nuestro cuerpo con respecto a los electrodomésticos) pueden afectar los procesos electroquímicos que ocurren en las células del cuerpo. Esta circunstancia explica la complejidad de estudiar el efecto de los campos débiles en los organismos vivos. Basta con reorganizar la mesa con la configuración experimental, cambiar su orientación en el espacio, ya que los experimentos dejaron de obtenerse. En otros laboratorios donde intentaron replicar experimentos publicados en revistas acreditadas, ¡nada pudo funcionar de inmediato! No pasa mucho tiempo antes de que los colegas sean acusados de charlatanería o falsificación científica. Pero al lector no le interesan los problemas de los científicos, sino la pregunta: ¿es bueno o malo vivir con un fondo aumentado de campos electromagnéticos? Desde el punto de vista evolutivo, toda la vida en la Tierra no está adaptada al rápido aumento o las fuertes fluctuaciones en los CEM que nos rodean. Tomemos la radiación como ejemplo. El hombre se ha adaptado para sobrevivir a enormes fluctuaciones de temperatura, niveles increíbles de contaminación química del medio ambiente, pero no tiene protección contra un aumento en el fondo radiactivo. No tenemos mecanismos evolutivos establecidos para contrarrestar la radiación ionizante. Tampoco disponemos de mecanismos de neutralización de campos eléctricos y magnéticos que tengan otras características que las naturales. Hasta hace poco tiempo, como especie biológica, el hombre vivía en un pequeño campo magnético y en campos electromagnéticos de baja frecuencia aún más pequeños, cuyas fuentes principales son los pulsos electromagnéticos cercanos y lejanos causados por tormentas eléctricas y las perturbaciones que surgen en la magnetosfera de la Tierra cuando la luz solar. el plasma lo invade. "La humanidad moderna, como todos los seres vivos, vive en una especie de océano electromagnético, cuyo comportamiento ahora está determinado no solo por causas naturales, sino también por la intervención artificial. Necesitamos pilotos experimentados que conozcan a fondo las corrientes ocultas de este océano, sus aguas poco profundas e islas Y necesitamos reglas de navegación aún más estrictas que ayuden a proteger a los viajeros de las tormentas electromagnéticas ", uno de los pioneros de la magnetobiología rusa, Yu.A. Jolodov. Sin embargo, ya existen algunas reglas para vivir rodeado de televisores, planchas, lavadoras, ordenadores personales, buscapersonas y teléfonos móviles. Hablemos de ellos. De acuerdo con la clasificación internacional, las fuentes de campos electromagnéticos (CEM) se dividen en dos grupos: de 0 a 3 kHz y de 3 kHz a 300 GHz. El primer grupo incluye EMF en el rango de frecuencia de cero a varios cientos de miles de Hz: campos de líneas eléctricas aéreas y de cable, centros de transmisión de radio de onda larga, vehículos electrificados y electrodomésticos. El segundo grupo consiste en EMF de frecuencias altas, ultra altas y ultra altas (0,3-30 billones de G): sistemas de comunicación celular, hornos de microondas y transmisores de televisión. Los límites de las zonas de protección sanitaria de las líneas eléctricas diseñadas en la Federación de Rusia hasta la vivienda más cercana son de al menos 750 m para las líneas eléctricas 250 y 1150 m para las líneas eléctricas 300. En algunos países con una alta densidad de población, los edificios residenciales están ubicados incluso debajo de las líneas eléctricas. Se cree que el efecto principal se debe al campo eléctrico de la línea de alimentación de CA, que induce una corriente de desplazamiento (capacitiva) en el cuerpo humano. Permitimos la permanencia permanente de personas en el campo de tensión inferior a 0,5 kV/m. Con una intensidad de campo de 2 a 4 veces mayor y una frecuencia de 50 Hz, la corriente de polarización no excede de una y media a tres decenas de microamperios, y una persona no experimentará sensaciones desagradables. Pero vale la pena tocar el automóvil, que está parado al lado de la línea eléctrica, y lo "tirarán" ligeramente. El techo de metal de la casa protege de un campo eléctrico alterno solo si está conectado a tierra. El techo no metálico se cubre con una malla metálica y se pone a tierra. En los cables de las líneas eléctricas aéreas de alto voltaje, el voltaje está cerca del umbral de una descarga de corona en el aire. En condiciones climáticas adversas, la descarga de corona emergente de la línea de alimentación de CA arroja a la atmósfera nubes de iones de diferentes signos, cuyas cargas no se compensan entre sí. Incluso lejos de las líneas eléctricas, el campo eléctrico creado por la nube de iones en la superficie terrestre puede superar el campo eléctrico natural de la Tierra y los niveles máximos permisibles (MPL). La investigadora estadounidense Louise Jung propuso una forma original de demostrar una descarga de corona en las líneas eléctricas. Si se acerca a una línea eléctrica con una lámpara fluorescente de luz diurna por la noche, entonces, en presencia de una descarga de corona, la lámpara comenzará a brillar con una luz sobrenatural, y cuando las ráfagas de viento, la luz dentro de la lámpara oscilará como una vela. fuego. Otra fuente de contaminación electromagnética es centros transmisores de radio de onda larga. Una vez que fueron colocados en áreas residenciales. En los años 20-30 del siglo pasado, en las casas de Moscú ubicadas alrededor de la estación de radio que lleva el nombre de Komintern, que transmite a una longitud de onda de 2 km, fue posible realizar tal experimento. Si enrolla alrededor de cien vueltas de alambre alrededor del marco y conecta una bombilla de una linterna a los extremos, entonces se enciende. Un simple cálculo muestra que, para ello, la intensidad del campo magnético no debe ser inferior a unos pocos A/m. Ahora, en muchos países, este es el nivel máximo permitido para una jornada laboral de 8 horas. Las ondas de radio más largas "cubren" más espacio. Se sabe que las paredes de los edificios apantallan la componente eléctrica de la onda, pero debilitan un poco la componente magnética. En el estado de Maine, en un momento, se implementó un sistema de comunicación por radio con submarinos en el océano. El agua de mar absorbe fuertemente las ondas de radio, pero cuanto más larga es la longitud de onda, menor es la absorción. Por esta razón, la comunicación se realizó a una frecuencia de 15 Hz, es decir, a una longitud de onda de 20 mil km. Dado que la potencia radiada por una antena es proporcional al cubo de la relación entre su tamaño y la longitud de onda, las antenas tuvieron que extenderse por casi todo el estado. Pero los residentes locales tuvieron mucha suerte: en el campo geomagnético del estado, las frecuencias de resonancia biológica del ciclotrón (aún no se había descubierto en ese momento) de iones importantes para el cuerpo difieren notablemente de 15 Hz. Pero los residentes de las casas cercanas a la Iglesia Ortodoxa Rusa de Octubre en Moscú fueron mucho menos afortunados. Según el Instituto de Medicina Ocupacional de la Academia Rusa de Ciencias Médicas, algunas de las casas terminaron en la zona de restricción de desarrollo, donde se excedieron los límites máximos permitidos. Se puede decir poca tranquilidad a los residentes de muchas otras casas en Moscú, especialmente las ubicadas cerca del centro de televisión Ostankino. El problema son las ROC departamentales y privadas, que han ido creciendo como hongos en los últimos años. En el contexto de la República de China, las antenas de las estaciones base de comunicaciones de telefonía celular contribuyen de manera insignificante a la contaminación electromagnética de las calles de la ciudad. Otro tema de conversación - transporte electrico, que sirve como fuente de campos eléctricos y magnéticos en el rango de frecuencia de 0 a 1 kHz. El transporte ferroviario utiliza corriente alterna, urbana (trolebuses, tranvías, metro) - directa. Los valores promedio del campo magnético en los trenes eléctricos suburbanos son de aproximadamente 20 μT, en vehículos con transmisión de corriente continua, de aproximadamente 30 μT. En los tranvías, donde los raíles son el hilo de retorno, los campos magnéticos se compensan entre sí a una distancia mucho mayor que en los hilos de un trolebús, en cuyo interior las fluctuaciones del campo magnético son pequeñas incluso durante la aceleración. En este sentido, el trolebús es más ecológico que el tranvía. Entre los vehículos eléctricos, las mayores fluctuaciones en el campo magnético se observan en el metro. En la estación "Universitet" durante la salida del tren, la magnitud del campo magnético en el andén es de 50-100 μT y más, superando el campo geomagnético, especialmente su componente horizontal, e incluso cambiando de dirección. E incluso cuando el tren desapareció en el túnel durante mucho tiempo, el campo magnético no quería volver a su valor anterior. Solo después de que el tren pasó el siguiente punto de conexión con el riel de contacto o estuvo en marcha libre, el campo magnético en la plataforma volvió a su valor anterior. En el propio vagón de metro, el campo magnético es aún mayor: 150-200 μT, es decir, 10 veces mayor que en un tren terrestre convencional. Los campos electromagnéticos en nuestros hogares se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: campos de equipos eléctricos del edificio y campos de electrodomésticos dentro de los apartamentos. El campo eléctrico de equipos eléctricos externos en edificios residenciales, que es creado por transformadores de poder en las escaleras, líneas de cable en la entrada, etc., generalmente pequeñas - 1-10 V / m, es decir, debajo del control remoto - 500 V / m. Pero el campo magnético que genera a menudo supera el MPD magnético (0,2 μT). En cada caso, todo depende del diseño de la casa y el apartamento. Una contribución tangible al campo eléctrico alterno en la habitación es hecha por cableado interno, que actúa como una antena, radiando a una frecuencia de 50 Hz. Entonces, los interruptores domésticos son unipolares y rompen el circuito de un solo cable. Por lo tanto, al apagar la lámpara de mesa, reducimos a cero el campo magnético de la sección correspondiente del cableado. Pero ya es pequeño, ya que las corrientes en un cable de dos hilos fluyen en direcciones opuestas y sus campos magnéticos se restan entre sí. Sin embargo, el campo eléctrico total de un cable de dos hilos después de hacer clic en el interruptor puede aumentar si el circuito del cable neutro se rompe y el segundo cable permanece energizado. Esta situación es común, ya que cuando se montan interruptores de pared o se conectan aparatos eléctricos con sus propios interruptores a tomas de corriente, pocas personas piensan cuál de los cables es el cero. Un campo magnetico de las estufas eléctricas domésticas estándar a una distancia de 20-30 cm del panel frontal, donde generalmente se encuentra la anfitriona, es de 1-3 μT (el indicador depende de la modificación y el estado de la estufa). Los quemadores tienen un campo magnético más grande, por supuesto. Pero a una distancia de 50°cm, ya es indistinguible del campo general de la cocina, que es de aproximadamente 0,1-0,15 µT. Los campos magnéticos de los refrigeradores y congeladores son pequeños. Según el Centro de Seguridad Electromagnética, en un refrigerador doméstico convencional, se produce un campo superior al MPD (0,2 μT) en un radio de 10 cm del compresor y solo durante su funcionamiento, excepto para refrigeradores equipados con un sistema "frost". , se puede registrar un exceso de MPC incluso a 1 m de distancia de la puerta del refrigerador. Pequeños son los campos de potentes hervidores eléctricos. Entonces, a una distancia de 20 cm de la tetera "Tefal", el campo es de aproximadamente 0,6 μT, y a una distancia de 50 cm es indistinguible del fondo EMF general en la cocina. En el caso de las planchas, se detecta un campo superior a 0,2 μT a una distancia de 25 cm del mango y solo en modo calefacción. Los campos de lavadoras se pueden llamar bastante grandes. Incluso para máquinas pequeñas, el campo a una frecuencia de 50 Hz en el panel de control es más de 10 μT, a una altura de 1 m - 1 μT, desde un lado, a una distancia de 50 cm, - 0,7 μT. Es cierto que un lavado grande no es tan frecuente, además, cuando una lavadora automática o semiautomática está funcionando, la anfitriona puede alejarse o incluso abandonar la habitación donde se está lavando la ropa. Una aspiradora crea un campo aún más grande durante la operación: alrededor de 100 μT. El poseedor del récord entre los electrodomésticos en el aspecto que nos interesa es una pequeña maquinilla de afeitar eléctrica, cuyo campo se mide en cientos de microteslas. Los campos electromagnéticos más famosos en un apartamento son los campos de las computadoras personales. Por su diseño y por los campos que crean, las computadoras están cerca de los receptores de televisión y radio, grabadoras de video y audio, centros de música y otros equipos que encontrará hoy en casi todos los hogares. Un monitor de computadora es una fuente de campos eléctricos tanto constantes como alternos. El primero es indeseable debido a la acción biológica directa, el segundo, como un factor que afecta el equilibrio de los iones de aire en la habitación. La intensidad de un campo eléctrico estático directamente cerca de la pantalla de los tubos de rayos catódicos de los monitores en aire relativamente seco puede alcanzar varios cientos de kV/m. A una distancia de 40-50 cm, es menor: de decenas a unidades de kV/m, pero incluso en este caso sigue siendo mayor que el MPC. Además del componente eléctrico de un EMF de computadora, también hay uno magnético. En los televisores y monitores, los campos magnéticos se deben principalmente al funcionamiento de los sistemas de barrido vertical y lineal, no tienen una direccionalidad pronunciada y son aproximadamente iguales frente a las pantallas: en ángulos de 45, 90 y 180° respecto a ellas. Las computadoras portátiles han reemplazado el tubo de rayos catódicos con una pantalla de cristal líquido, pero el campo magnético alterno de otros elementos todavía está presente y mantienen la computadora portátil mucho más cerca de ellos durante la operación que una computadora de escritorio. Como resultado, para la mayoría de las computadoras portátiles de diferentes modelos, no se cumplen las recomendaciones sobre los niveles de campos magnéticos. Es imposible ignorar las fuentes más odiosas de contaminación electromagnética a alta, ultra alta y frecuencias de microondas - Hornos de microondas y radioteléfonos (teléfonos móviles) que operen en el rango de 0,3-3 GHz. En virtud del principio de su funcionamiento, los hornos de microondas sirven como una poderosa fuente de radiación. Por esta razón, su diseño requiere la presencia de un blindaje adecuado y el tiempo de funcionamiento es relativamente corto: los alimentos se calientan o cocinan rápidamente. Y, sin embargo, no debes estar cerca del microondas incluido. A una distancia de 30 cm, crea un campo magnético alterno notable (50 Hz) (0,3-8 μT), por lo que es mejor moverse uno o dos metros, donde, como muestran las mediciones, la densidad de flujo de energía es inferior a la sanitaria y normas higiénicas. La frecuencia de los teléfonos móviles es inferior a la de los hornos microondas y depende del tipo de sistema. Muchos países están estudiando los efectos de la radiación de los radioteléfonos celulares tanto en animales como en voluntarios. Toman encefalogramas, fijan la cantidad de flujo sanguíneo cerebral total, los cambios en la actividad cardiovascular y respiratoria, el sistema hormonal, estudian el efecto sobre las funciones cognitivas (cognitivas), el sueño, etc. La mayoría de los estudios de la actividad bioeléctrica del cerebro todavía notan solo cambios que pueden atribuirse a una reacción protectora no específica del cuerpo en respuesta a un impacto desagradable, pero débil en su significado biológico. La ausencia de cambios significativos indica la naturaleza subumbral de los cambios. Sin embargo, el hecho de que los cambios se registraron con especial claridad después del cese de la irradiación significa que todavía existe cierta influencia y hay un efecto posterior. En el curso de la investigación, se descubrió un fenómeno curioso. Resultó que los campos electromagnéticos de alta frecuencia, modulados en amplitud, pueden producir un efecto biológico significativamente mayor en una persona que los no modulados. Esto significa lo siguiente: si mantiene el teléfono móvil encendido cerca de su oído, su efecto es uno, y si en el otro extremo alguien comienza a hablar o simplemente a emitir algunos sonidos (modulando el EMF en amplitud), entonces la acción será diferente, y notablemente mayor. De aquí se sigue que es más saludable hablar que escuchar. En general, podemos decir que todavía hay más preguntas que respuestas, y cada uno puede decidir por sí mismo qué es más rentable y útil para él: disfrutar de todos los beneficios de la Civilización o permanecer en la Edad de Piedra. Es cierto que es poco probable que una persona tenga éxito en este último, al menos en lugares habitados. Autor: Bannikov E.A.
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