Accensione di atmosfere esplosive causate da sorgenti a radiofrequenza

Accensione di atmosfere esplosive causate dalla presenza di sorgenti a radiofrequenza

 

Un’onda elettromagnetica trasporta energia, energia che in determinate condizioni può creare scintille potenzialmente pericolose se incidente su parti metalliche come per esempio tubazioni o strutture di contenimento. In pratica una struttura metallica può comportarsi da antenna o creare un Loop in grado di “sintonizzarsi” sulla lunghezza d’onda del campo con produzione di tensioni elevate.

Questo può avvenire in presenza delle seguenti condizioni:

  • Radiazione elettromagnetica di sufficiente intensità e estensione.
  • Presenza di una struttura che possa comportarsi da antenna ricevente.
  • Esistenza di un meccanismo per il quale l’energia o potenza ricevuta possa trasformarsi in una scintilla.

Il parametro che incide maggiormente sulla cessione di energia è la lunghezza d’onda λ del campo il quale più si avvicina al perimetro P della struttura metallica più è in grado di far “sintonizzare” la struttura con il campo.

La lunghezza d’onda λ si calcola con la seguente formula:

λ = 3 x 108 / f

dove

f (frequenza) in Hz e λ in metri.

Questo vale fino a frequenze dell’ordine delle decine di MHz; per frequenze superiori la dimensione del perimetro non ha più influenza sulla capacità di sintonia della struttura.

Per esempio, per una frequenza pari a 20 MHz ovvero un λ pari a 15 metri con una struttura di lunghezza pari a circa 6 metri si ottiene che la potenza disponibile sulla struttura dipende dal campo elettrico E e dalla frequenza f come indicato dalla seguente formula:

Pmax = 28,4 x E2/f2   con f in MHz

Fissando con Pmax = 2 W la potenza massima ammissibile per non avere scariche elettriche (CLC/TR 50427) si ottiene che il campo elettrico massimo ammissibile risulta pari a circa 5,3 V/m. In breve, un’onda elettromagnetica a 20 MHz che incide su una struttura metallica di perimetro pari a sei metri può generare scintille se il campo elettrico supera i 5,3 V/m.

Nel caso in cui l’onda abbia una frequenza maggiore di 30 MHz la formula da utilizzare è la seguente:

Pmax = 124 x E2 / (f2 + 3030) con f in MHz

Se si considera un’onda elettromagnetica di frequenza pari a 2,4 GHz (rete Wi-Fi) per creare delle scintille in una struttura metallica si deve avere un campo elettrico pari a circa 190 V/m.

In conclusione, si osserva che è molto difficile avere nella realtà campi elettromagnetici così intensi ed estesi in grado di creare i fenomeni in precedenza descritti, risultano più probabili con campi elettromagnetici ad alta frequenza e comunque sopra i 30 MHz.