ITRM980503A1

ITRM980503A1 - Schermatura di campi elettromagnetici a bassa frequenza

Info

Publication number: ITRM980503A1
Application number: IT98RM000503A
Authority: IT
Inventors: Roberto Gubotti
Original assignee: Sct Steel Consulting Terni S R
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2000-01-29
Also published as: EP0977474B1; DE69925543D1; IT1302118B1; EP0977474A3; EP0977474A2; ATE297111T1; ITRM980503A0

Description

DESCRIZIONE 0 3 A CORREDO DI UNA DOMANDA DI BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO “Schermatura di campi elettromagnetici a

bassa frequenza".

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce alla schermatura di campi elettromagnetici a bassa frequenza, e in particolare si riferisce a un sistema di

pannelli da utilizzare per impedire o per lo meno attenuare in modo significativo la penetrazione di detti campi in ambienti abitativi, occupazionali o in cui siano presenti attrezzature elettroniche o medicali, o in

mezzi di trasporto oppure per impedire che detti campi si propaghino al

di fuori di ambienti in cui sono stati generati, come cabine di trasformazione primarie e secondarie.

STATO DELLA TECNICA

L’influenza che i campi elettromagnetici hanno sull’ambiente e in particolare sulla salute è un problema ampiamente dibattuto, che ha finora

trovato numerose soluzioni in particolare per quanto riguarda i campi ad

alta e altissima frequenza (per esempio, in telefonia, radio e televisione

VHF e UHF, radar, e simili).

Tuttavia, il problema dei campi a bassa frequenza, come quelli derivanti da linee ad alta tensione, impianti di trasformazione e simili, comunque con frequenza genericamente inferiore a 200 Hz, e in particolare tra 50 e 70 Hz, è stato affrontato soltanto sporadicamente, anche perché le indagini finora effettuate in riferimento ai possibili effetti a lungo termine dei campi a bassa frequenza sulle persone non si sono mostrate conclusive. In ogni caso, il crescente coinvolgimento generale nelle tematiche di protezione ambientale e il sospetto che comunque dall'esposizione a campi elettromagnetici possano derivare danni a persone, richiedono efficaci soluzioni del problema.

Una prima proposta si riferisce all’intervento direttamente sulle linee aeree di alta tensione o sulle barre collettrici di cabine di trasformazione, che dovrebbero utilizzare conduttori opportunamente isolati, rendendo cosi possibile avvicinare notevolmente i conduttori stessi e ridurre in tal modo il campo elettromagnetico emesso. Tale soluzione, tuttavia, potrebbe riguardare a breve termine soltanto linee e cabine di nuova installazione, non essendo chiaramente possibile sostituire rapidamente tutti i conduttori delle attuali linee di alta tensione e cabine di trasformazione, ed è inoltre molto costosa.

E’ stato cosi proposto di proteggere ambienti abitativi con schermi costituiti da lastre metalliche fissate a pareti, pavimenti e soffitti.

Allo stato attuale delle conoscenze, i migliori valori di attenuazione vengono ottenuti facendo uso di schermi in Permalloy o leghe similari.

Tale soluzione presenta lo svantaggio di avere un costo notevolmente alto, a causa delle leghe utilizzate.

La domanda pubblicata di breveto giapponese JP 8307086 del 22.11.1996 descrive uno strato di schermatura magnetica da disporre su entrambe le superfici di uno spazio da schermare lungo un piano verticale. Questa soluzione riguarda solo linee di alta tensione e presenta i problemi di costo e di adattamento ai singoli ambienti da proteggere sopra accennati.

La domanda pubblicata di brevetto giapponese JP 9195410 del 29.07.1997 si riferisce a una struttura di pannello, provvista del voluto spessore e di adeguata resistenza meccanica, costituita da "una coppia di materiali di rivestimento" disposti in parallelo con adeguato spazio tra di loro, in detto spazio essendo inserita una coppia di pannelli laminati in acciaio per impieghi magnetici, sostenuti e isolati da materiali isolanti quali lana di roccia, poliuretano, eccetera. L’uso è previsto in camere operatorie o in laboratori con apparecchiature elettroniche.

Tali indicazioni appaiono non ben definite e funzionali, rendendo evidente come la tecnica nota non abbia ancora risolto i problemi di semplicità d’uso, basso costo ed elevata efficacia, necessari per schermare ambienti, anche singoli.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si propone di fornire una schermatura per ambienti abitativi, occupazionali, installazioni elettroniche ed elettromedicali, laboratori, mezzi di trasporto e simili, da campi magnetici di bassa frequenza, che sia semplice da produrre e da utilizzare, che fornisca una rilevante attenuazione di detti campi e che possa essere realizzata a costi relativamente contenuti.

La schermatura secondo la presente invenzione è costituita da un insieme di pannelli modulari multistrato, ciascun pannello comprendendo almeno due strati di lastre metalliche, e in cui almeno due strati sono costituiti da lamierino di acciaio al silicio a grano orientato. Tali lamierini sono disposti in ciascun strato in modo da presentare le rispettive direzioni di facile magnetizzazione ortogonali tra loro. Preferibilmente, l’acciaio a grano orientato è del tipo a elevata permeabilità; i migliori risultati possono essere ottenuto con un contenuto in silicio inferiore al 2,5% in peso, in particolare compreso tra 1 ,5 e 2% in peso.

In particolare, ai fini della schermatura di ambienti in vicinanza di elettrodotti i di cabine di trasformazione, risulta determinante l'utilizzazione di lamiere con alti valori di permeabilità a bassi valori di campo magnetico, per esempio attorno a 4 A/m.

E’ possibile aggiungere a detti due strati di lamierino di acciaio un ulteriore strato di alluminio o sue leghe, che consente una ulteriore elevata attenuazione del campo magnetico; in tal caso, il pannello sarà montato con lo strato di alluminio disposto immediatamente verso la sorgente di campo magnetico.

Per questo impiego risulta preferibile l'impiego di alluminio con titolo superiore al 99%, per esempio nei gradi 1050 o, ancor meglio, 1350, in tutti i casi alio stato ricotto.

Non è necessario che detti pannelli siano montati in modo da presentare una completa continuità dei lamierini metallici; è infatti possibile che tra i bordi degli strati metallici ci sia una distanza inferiore a 10 mm, preferibilmente tra 0 e 4 mm.

In alternativa, ove possibile è preferibile utilizzare pannelli con sezioni trasversali a T, in cui lo spessore del tratto orizzontale e l’altezza del tratto verticale siano sostanzialmente uguali, e con gli strati metallici disposti entro lo spessore del tratto orizzontale. In tal modo, nel montaggio dei pannelli è possibile ottenere un rivestimento di spessore uniforme sovrapponendo i bordi sporgenti dei pannelli e limitando di molto il problema della continuità dello strato metallico di attenuazione. Tale soluzione verrà esposta in maggior dettaglio in seguito.

Per la schermatura di superfici orizzontali, quali soffitti, e quindi dei pavimenti sovrastanti, è possibile disporre i pannelli ciascuno in un suo supporto, che viene poi appeso al soffitto stesso. Per esempio è possibile disporre una rete di cavi, profilati o tondini con una maglia delle desiderate dimensioni, sospendere dei cestelli di plastica a detta rete e porre in ciascun cestello un pannello; è possibile in tal modo mantenere i bordi di ciascun pannello alla prescritta distanza dai bordi dei pannelli vicini.

Per i buoni valori di attenuazione raggiunti, la presente invenzione è particolarmente idonea a schermare campi di elevata intensità, quali quelli derivanti da linee a elevata intensità di corrente e molto vicine aH’ambiente da proteggere, come nel caso delle linee per i treni ad alta velocità che possono raggiungere valori di campo magnetico a 2 metri di distanza di 80-100 μΤ .

La presente invenzione verrà ora descritta in maggior dettaglio in relazione ad alcune possibilità di attuazione, esposte a puro titolo di esempio e in modo non limitativo degli scopi e della portata dell'invenzione stessa, e anche in relazione alle accluse tavole di disegno, in cui Fig. 1 è lo schema di costituzione dei pannelli multistrato per la schermatura di pareti verticali, con relative giunzioni a T;

Fig. 2 è lo schema "a celle” per la schermatura di superfici orizzontali (soffitti);

Fig. 3 è lo schema di montaggio di pannelli con giunzioni a T sulla parete da schermare.

Con riferimento alla Fig. 1 , in cui sono rappresentati i bordi sovrapposto di due pannelli 1 e 1’ adiacenti assieme alla struttura generale dei pannelli stessi, e in particolare (i) con 2 è indicato un rivestimento del pannello, non attivo ai fini della presente invenzione, che può per esempio essere legno, laminato plastico, espanso, cartongesso e simili, (ii) con 3 sono indicati i due strati di materiale magnetico a grano orientato e (iii) con 4 è indicato un eventuale strato di materiale conduttore, in particolare alluminio a elevata purezza.

In pratica, i pannelli possono essere considerati costituiti da un primo strato 2b quadrangolare di rivestimento al quale sono sovrapposti due strati incrociati 3 di lamierino metallico a grano orientato con elevate caratteristiche magnetiche, ed eventualmente un ulteriore strato 4 di alluminio a elevata purezza. Il pannello viene completato da un secondo strato 2a di rivestimento, anch’esso quadrangolare, sporgente oltre i bordi del primo strato 2b. In tal modo, si possono montare pannelli adiacenti uno invertito rispetto all’altro, come mostrato in Fig. 3, così attenuando di molto gli effetti della non continuità degli strati metallici.

In Fig. 2, vengono mostrati pannelli multistrato 1 alloggiati in vaschette 5, per esempio in materiale plastico, sospese al di sotto di un pavimento 6. E’ possibile costruire tali vaschette in modo che i bordi metallici dei pannelli alloggiati in vaschette adiacenti siano a una distanza tra loro inferiore a 10 mm, preferibilmente4 inferiore a 4 mm.

Con pannelli del tipo illustrati nelle Figure 1 e 2 sono stati rivestiti soffitto e pareti di un ambiente, sottoposto a un campo magnetico con valore di 2,5 μΤ misurati a 1 metro di distanza dalle pareti e a 1,5 metri dal soffitto.

Sono stati utilizzate tre diverse combinazioni di materiali schermanti, e in particolare:

1. lamierino a grano orientato del tipo M5T30, spessore 0,30 mm, permeabilità μ4 = 16360 mT, in doppio strato con direzioni di facile magnetizzazione perpendicolare tra loro;

2. lamierino magnetico a grano orientato a elevata permeabilità del tipo M0T30, spessore 0,30 mm, permeabilità μ4 = 21090 mT, in doppio strato con direzioni di facile magnetizzazione perpendicolare tra loro; 3. lamierino doppio strato, come nel caso precedente ma con ulteriore strato di alluminio tipo 1050, spessore 2 mm, posto verso la sorgente del campo magnetico.

I valori di campo magnetico misurati a 1 metro di distanza dalle pareti e 1 ,5 metri dal soffitto sono risultati:

• senza schermatura, 2,5 μΤ;

• con schermatura di tipo 1 , 0,29 μΤ, con fattore di attenuazione pari a con schermatura di tipo 2, 0,18 μΤ, con fattore di attenuazione pari a 13,9;

• con schermatura di tipo 3, 0,09 μΤ, con fattore di attenuazione pari a 27,8.

Inoltre, con un campo di 80 μΤ, generato da una linea a 25.000 V, con pannelli di tipo 3 si sono ottenuti, a distanza di 2,5 m, valori di attenuazione di 11,4.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pannello di schermatura da campi magnetici a bassa frequenza, comprendente almeno due strati di nastro metallico.
2. Pannello secondo la rivendicazione 1 , in cui almeno due strati metallici sono costituiti da lamierino di acciaio al silicio a grano orientato con elevata permeabilità magnetica a bassi valori di campo magnetizzante.
3. Pannello secondo la rivendicazione 2, in cui detto acciaio al silicio a grano orientato ha un contenuto in silicio inferiore al 2,5% in peso.
4. Pannello secondo la rivendicazione 3 in cui detto contenuto di silicio è compreso tra Γ1 ,5 e il 2% in peso.
5. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detti lamierini a grano orientato presentano le rispettive direzioni di facile magnetizzazione tra loro perpendicolari.
6. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui a detti due strati di nastro metallico si aggiunge un ulteriore strato di alluminio.
7. Pannello secondo la rivendicazione 4 in cui detto strato di alluminio è di elevata purezza, con titolo superiore al 99%.
8. Complesso di pannelli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i bordi degli strati metallici sono distanti, lungo un piano coincidente con quello dei nastri metallici, meno di 10 mm.
9. Complesso di pannelli secondo la rivendicazione 8, in cui la distanza tra detti bordi è compresa tra 0 e 4 mm.
10. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui la sezione trasversale del pannello ha forma di T, lo spessore del tratto orizzontale e l’altezza del tratto verticale essendo sostanzialmente uguali, gli strati metallici essendo disposti entro lo spessore del tratto orizzontale.
11. Complesso di pannelli per la schermatura di vani provvisti di superaci orizzontali secondo una delle rivendicazioni 8-9, in cui ciascun pannello viene inserito in un supporto appeso al di sotto di dette superfici orizzontali.
12. Complesso di pannelli secondo al rivendicazione 11 in cui detti supporti sono costituiti da cestelli agganciati a una rete di elementi di sospensione disposta al di sotto della superficie orizzontale.
13. Uso di pannelli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per schermare da campi magnetici a bassa frequenza ambienti abitativi, occupazionali, installazioni elettroniche ed elettromedicali, laboratori, mezzi di trasporto.
14. Uso di pannelli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13 per schermare da campi magnetici a bassa frequenza treni ad alta velocità.