Campos Electromagnéticos de frecuencia extremadamente baja en el entorno laboral – Segunda parte

Entorno laboral y Campos Electromagnéticos (CEM)

Dado que los campos eléctricos y magnéticos existen siempre que se genera electricidad, se transmite o se distribuye por cables de potencia o cables eléctricos, o bien cuando se usa en aparatos eléctricos, y dado que la electricidad es parte integral de la vida moderna, los campos electromagnéticos están muy presentes en nuestro entorno.

Fuentes de Campos artificiales en el entorno laboral

Campos Eléctricos

Es difícil que en el entorno laboral existan campos eléctricos de frecuencia extremadamente baja con suficiente intensidad que generen efectos en los trabajadores. Sin embargo, sí existen los que provienen de líneas de alta tensión cercanas.

Líneas aéreas de alta tensión

El campo eléctrico cerca de una línea de alta tensión depende de la tensión de la línea, de la distancia a las líneas, de la proximidad entre los cables y de su radio. Cuando las líneas son simétricas y equilibradas, los campos son menores y disminuyen más rápidamente con la distancia a los cables. A nivel de suelo, los campos son mayores hacia el medio del tramo entre torres donde la caída de los conductores les acerca más al suelo. El campo mayor a nivel de suelo proveniente de líneas aéreas se encuentra sobre los 10 kV/m.

Líneas enterradas de alta tensión

Los cables enterrados no producen campo eléctrico sobre el suelo debido al efecto pantalla del propio suelo y, sobre todo, porque normalmente se rodean con un blindaje metálico.

Valores máximos

Algunos estudios han caracterizado los campos en entornos laborales cercanos como torres de alta tensión de entre 230 kV y 765 kV, los valores se pueden alcanzar en cualquier lugar entre 10 kV/m y 30 kV/m.

Campos Magnéticos

Líneas aéreas de alta tensión

El campo magnético producido por una línea de alta tensión depende del número de corrientes transportados por los circuitos y de su intensidad, de sus fases relativas, de la distancia al suelo y de la separación de las corrientes. Aunque el campo magnético no depende en sí de la tensión, cuanto mayor es la tensión de la línea, mayor suelen ser las corrientes transportados y la separación entre conductores y, en consecuencia, mayor suele ser el campo magnético generado. En las líneas de máxima tensión en el Reino Unido, por ejemplo (400 kV, 4 kA, mínima distancia al suelo de 7,6 m), el campo máximo directo a bajo un conductor sería teóricamente de 100 μT aproximadamente. En realidad, debido a la carga real de las líneas y a la distancia existente hasta el suelo, raramente es superior a 5 μT.

Líneas enterradas de alta tensión

Los cables enterrados sí producen campo magnético en el exterior. Sin embargo, como los conductores individuales suelen estar aislados y se pueden emplazar más cerca que en las líneas aéreas, el campo resultante tiende a reducirse. Si los conductores en conjunto disponen de un revestimiento exterior, la separación entre los cables todavía es menor lo que merma el campo resultante. También si se trenzan helicoidalmente. Por el contrario, los cables pueden encontrarse a 1 m por debajo del suelo en vez de a 10 m de distancia, como en el caso de los aéreos, lo que produce el efecto contrario. El resultado neto es que en los bordes del recorrido de los cables enterrados el campo es significativamente menor mientras que en el centro, por el contrario, es mayor. Los flujos magnéticos máximos son de algunas decenas de microteslas durante los picos de demanda.

Equipamiento eléctrico

Las corrientes eléctricas de los dispositivos provocan campos magnéticos. Normalmente, los circuitos de corriente corresponden a lazos cerrados pequeños en los que los campos del circuito de ida se equilibran con los del de vuelta en distancias comparativamente cortas. Sólo en algunos equipamientos (como el circuito de un soldador, o el circuito de calentamiento de calderas o fuegos de convección) la corriente fluye en el elemento durante un lazo bastante largo.

El funcionamiento de los equipamientos con motores eléctricos, transformadores, cebadores o inductores depende de un campo magnético generado internamente. El campo magnético que se dispersa por el entorno es determinado por un diseño del aparato que trata de minimizarlo.

Sea producido directamente por una corriente o por las pérdidas provenientes de un motor o transformador, el campo magnético suele caer con el cubo de la distancia. Por lo tanto, sólo es significativo cerca del equipamiento que lo genera.

Transporte

Los sistemas de transporte ferroviario con energía eléctrica pueden consumir cientos de amperios en un margen amplio de frecuencias, con puntas durante las frenadas y las aceleraciones. Hay sistemas con alimentación y motores AC o DC, y combinados. Los campos magnéticos pueden variar considerablemente en función de la tecnología. Los conductores de tren y los trabajadores ferroviarios se exponen a niveles más altos que los pasajeros debido a que suelen trabajar más cercanos a las fuentes.

Estos niveles pueden superar los valores de actuación de las normativas de protección laboral.

Los automóviles pueden ser otra fuente de exposición a campos electromagnéticos, tanto por razón de la batería como por los campos originados por las tiras de acero magnetizadas del interior de los neumáticos cuando el coche circula (generan campos por debajo de 20 Hz).

Hornos de inducción

Los materiales conductores, como los metales y el cristales, pueden ser calentados mediante corrientes de pérdida inducidos por campos magnéticos alternos (corrientes de Foucault). Aplicaciones típicas son el secado, la soldadura, la soldadura fuerte, el afinamiento de zonas, la fusión, el endurecimiento de superficies, el revenido, el temperamento, el laminado, etc. Las fuentes de los campos son la fuente de alimentación, el transformador de alta frecuencia y la bobina de inducción de calor, y el producto que se procesa. Este último se posiciona dentro de la bobina que actúa como el primario de un transformador. La carga se comporta como la bobina de un secundario de una sola vuelta cortocircuitada. Con la frecuencia, se modula la profundidad de penetración de los campos. La potencia depende de la aplicación y puede variar desde 1 kW hasta algunos megavatios para altos hornos de inducción.

Algunos estudios han mostrado que la densidad de flujo magnético cerca de altos hornos de inducción es de las más altas encontradas en la industria.

Detectores fijos de metales

Estos sistemas consisten en dos columnas. La primera contiene un transmisor con bobinas conductoras que generan campos magnéticos pulsados. La segunda constituye un receptor formado por un conjunto de bobinas que detectan la corriente eléctrica inducida (corriente de Foucault) en los objetos metálicos.

Accesos electrónicos y sistemas de vigilancia electrónica de artículos (EAS)

Los sistemas de vigilancia electrónica de artículos (EAS) utilizan campos electromagnéticos para evitar la extracción no autorizada de objetos de tiendas, librerías, supermercados o, incluso, de bebés en hospitales. Los paneles de detección son la fuente de los campos que son levemente perturbados por la electrónica pasiva que hay en las etiquetas magnetizables. El tercer componente del sistema son los desactivadores que se usan para desactivar las etiquetas.

En este último caso, los campos generados son mayores aunque confinados en una región más pequeña. Los campos son prácticamente magnéticos ya que las componentes radiadas son despreciables.

Valores máximos

La exposición media a campo magnético más alta que se ha encontrado en entorno laboral es en empleos eléctricos con valores desde 0,4-0,6 μT para electricistas e ingenieros eléctricos hasta aproximadamente 1,0 μT para trabajadores en líneas de alta tensión, con exposiciones máximas en soldadores, conductores de máquinas de tren eléctricas y operarios de máquinas de coser (por encima de 3 μT). El campo magnético máximo en exposición laboral puede llegar a 10 mT, invariablemente asociado a la presencia de conductores con corrientes elevadas.

Autor del artículo