Entorn laboral i Camps Electromagnètics (CEM)
Atès que els camps elèctrics i magnètics existeixen sempre que es genera electricitat, se’n transmet o se’n distribueix per cables de potència o cables elèctrics, o bé quan se n’usa en aparells elèctrics, i atès que l’electricitat és part integral de la vida moderna, els camps electromagnètic són molt presents per tot.
Fonts de Camps artificials en l’entorn laboral
Camps Elèctrics
És difícil que en l’entorn laboral existeixin camps elèctrics de freqüència extremadament baixa amb prou intensitat per generar afectacions als treballadors. Si n’hi ha però, solen provenir de línies d’alta tensió properes.
Línies aèries d’alta tensió
El camp elèctric a prop d’una línia d’alta tensió depèn de la tensió de la línia, de la distància a les línies, de la proximitat entre els cables i del seu radi. Quan les línies són simètriques i equilibrades, els camps són menors i minven més ràpidament amb la distància als cables. A nivell de terra, els camps són majors cap al mig del tram entre torres on la caiguda dels conductors els acosta més al sòl. El camp major a nivell de terra provinent de línies aèries es troba sobre els 10 kV/m.
Línies soterrades d’alta tensió
Els cables soterrats no produeixen camp elèctric sobre el terra degut a l’apantallament del propi terra i, sobretot, perquè normalment s’envolten amb un blindatge metàl·lic.
Valors màxims
Alguns estudis han caracteritzat els camps en entorns laborals propers a torres d’alta tensió d’entre 230 kV i 765 kV, els valors dels quals poden assolir en qualsevol lloc entre 10 kV/m i 30 kV/m.
Camps Magnètics
Línies aèries d’alta tensió
El camp magnètic produït per una línia d’alta tensió depèn del nombre de corrents transportats pels circuits i de la seva intensitat, de les seves fases relatives, de la distància al terra i de la separació dels corrents. Tot i que el camp magnètic no depèn en sí de la tensió, com major és la tensió de la línia, major solen ser els corrents transportats i la separació entre conductors i, en conseqüència, major sol ser el camp magnètic generat. En les línies de màxima tensió al Regne Unit, per exemple (400 kV, 4 kA, mínima distància a terra de 7,6 m), el camp màxim directe a sota un conductor seria teòricament de 100 μT aproximadament. En realitat, degut a la càrrega real de les línies i a la distància existent fins al terra, rarament és superior a 5 μT.
Línies soterrades d’alta tensió
Els cables soterrats sí que produeixen camp magnètic a l’exterior. Tanmateix, com que els conductors individuals solen estar aïllats i es poden emplaçar més a prop que en les línies aèries, el camp resultant tendeix a reduir-se. Si els conductors en conjunt disposen d’un revestiment exterior, la separació entre els cables encara és menor la qual cosa minva el camp resultant. També si es trenen helicoïdalment. Per contra, els cables poden trobar se a 1 m per sota del terra en comptes d’a 10 m de distància, com en el cas dels aeris, la qual cosa produeix l’efecte contrari. El resultat net és que a les vores del recorregut dels cables soterrats el camp és significativament menor mentre que en el centre, per contra, és major. Els fluxos magnètics màxims són d’algunes desenes de microtesles durant els pics de demanda.
Equipament elèctric
Els corrents elèctrics dels dispositius provoquen camps magnètics. Normalment, els circuits de corrent corresponen a llaços tancats petits en els quals els camps del circuit d’anada s’equilibren amb els del de tornada en distàncies comparativament curtes. Només en alguns equipaments (com ara el circuit d’un soldador, o el circuit d’escalfament de calderes o focs de convecció) el corrent flueix en l’element durant un llaç prou llarg.
El funcionament dels equipaments amb motors elèctrics, transformadors, encebadors o inductors depèn d’un camp magnètic generat internament. El camp magnètic que es dispersa per l’entorn és determinat per un disseny de l’aparell que mira de minimitzar-lo.
Sigui produït directament per un corrent o per les pèrdues provinents d’un motor o transformador, el camp magnètic sol caure amb el cub de la distància. Per tant, només es significatiu a prop de l’equipament que el genera.
Transport
Els sistemes de transport ferroviari amb energia elèctrica poden consumir centenars d’ampers en un marge ampli de freqüències, amb puntes durant les frenades i les acceleracions. Hi ha sistemes amb alimentació i motors AC o DC, i combinats. Els camps magnètics, doncs, poden variar considerablement en funció de la tecnologia. Els conductors de tren i els treballadors ferroviaris s’exposen a nivells més alts que els passatgers degut a que solen treballar més propers a les fonts.
Aquests nivells poden superar els valors d’actuació de les normatives de protecció laboral.
Els automòbils poden ser una altra font d’exposició a camps electromagnètics, tant per raó de la bateria com pels camps originats per les tires d’acer magnetitzades de l’interior dels pneumàtics quan el cotxe circula (generen camps per sota de 20 Hz).
Soldadura per arc i per punts
La soldadura per arc serveix per fondre parts metàl·liques mitjançant l’energia d’un arc de plasma generat entre dos elèctrodes, o entre un elèctrode i el metall a soldar. Normalment, s’utilitza una alimentació de corrent altern a la freqüència de línia per produir l’arc tot i que també es poden usar freqüències més altes per assolir l’arc, o per mantenir-lo. Una de les característiques de la soldadura per arc és que el conductor de corrent pot tocar el cos del treballador.
Forns d’inducció
Els materials conductius, com els metalls i el cristalls, poden ser escalfats mitjançant corrents de pèrdua induïts per camps magnètics alterns (corrents de Foucault). Aplicacions típiques són l’assecatge, la soldadura, la soldadura forta, l’afinament de zones, la fusió, l’enduriment de superfícies, el reveniment, el temperament, el laminatge, etc. Les fonts dels camps són la font d’alimentació, el transformador d’alta freqüència i la bobina d’inducció de calor, i el producte que es processa. Aquest darrer es posiciona dins la bobina que actua com el primari d’un transformador. La càrrega es comporta com la bobina d’un secundari d’una sola volta curtcircuitada. Amb la freqüència, es modula la profunditat de penetració dels camps. La potència depèn de l’aplicació i pot variar des d’1 kW fins a alguns megawatt per a alts forns d’inducció.
Alguns estudis han mostrat que la densitat de flux magnètic a prop d’alts forns d’inducció és de les més altes trobades en la indústria.
Detectors fixos de metalls
Aquests sistemes consisteixen en dues columnes. La primera conté un transmissor amb bobines conductives que generen camps magnètics polsats. La segona constitueix un receptor format per un conjunt de bobines que detecten el corrent elèctric induït (corrent de Foucault) en els objectes metàl·lics.
Accés electrònics i sistemes de vigilància electrònica d’articles (EAS)
Els sistemes de vigilància electrònica d’articles EAS utilitzen camps electromagnètics per evitar l’extracció no autoritzada d’objectes de botigues, llibreries, supermercats o, fins i tot, de bebès en hospitals. Els panells de detecció són la font dels camps els quals són lleument pertorbats per l’electrònica passiva que hi ha a les etiquetes magnetitzables. El tercer component del sistema són els desactivadors que s’usen per desactivar les etiquetes.
En aquest darrer cas, els camps generats són majors tot i que confinats en una regió més petita. Els camps són pràcticament magnètics ja que les components radiades són menyspreables.
Valors màxims
L’exposició mitjana a camp magnètic més alta que s’ha trobat en entorn laboral és en ocupacions elèctriques amb valors des de 0,4-0,6 μT per a electricistes i enginyers elèctrics fins a aproximadament 1,0 μT per a treballadors en línies d’alta tensió, amb exposicions màximes en soldadors, conductors de màquines de tren elèctriques i operaris de màquines de cosir (per sobre de 3 μT). El camp magnètic màxim en exposició laboral pot arribar a 10 mT, invariablement associat a la presència de conductors amb corrents elevats.
Autor de l’article
Raimon Balart
Enginyer de Telecomunicacions
Membre de l’equip de BCN Projecta Associats S.L.
Prevenció de Riscos Laborals a l'exposició de Camps Electromagnètics
Pot ampliar la informació sobre els nostres serveis sobre prevenció de riscos laborals a l’exposició de Camps Electromagnètics relacionats amb el contingut de l’article. Per a qualsevol consulta no dubti en contactar-nos.
