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Haccp e magneti al neodimio

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Misura campo magnetico auricolari a filo

  • Categoria: CEM
  • Pubblicato: Domenica, 15 Settembre 2019 15:57
  • Scritto da G.Gavelli
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A forza di consigliare nelle nostre valutazioni CEM (campi elettromagnetici) l'utilizzo di auricolari per ridurre l'esposizione da campi elettromagnetici in radiofrequenza (utilizzo di smartphone) ci è venuto il dubbio se il consiglio era corretto. All'interno delle cuffie e degli auricolari sono presenti magneti al neodimio e una serie di avvolgimenti per generare la forza magnetomeccanica sugli altoparlanti e membrane.

Come si può vedere nella fotografia di un auricolare smontato nell'area centrale è collocato il magnete e attorno sono avvolte un certo numero di spire. Le nostre misure in campo statico hanno evidenziato valori dell'ordine di 120 Micro Tesla dovuto al magnete permanente nell'area esterna a contatto con l'orecchio. Per riprodurre la voce o la musica viene fatta scorrere la corrente all'interno delle spire che a loro volta creano un campo magnetico che interagisce col magnete facendo "muovere" la membrana; il campo quindi non è più statico ma alternato e quindi più critico. Come dire che comunque sia anche con gli auricolari è presente un’esposizione ai campi elettromagnetici tutta da valutare. Per le misure di campi magnetici statici ha collaborato con noi l’Ing. Roberto Piccin di Eurocemis inviandoci una foto di una misura in campo magnetico statico dove si evince per un auricolare IPhone un valore di induzione magnetica pari a 19 mT. Si ricorda che il limite di riferimento per evitare magnetizzazione di carte di credito è 0,5 mT, relativamente agli effetti sanitari rimandiamo, a medici e biologi anche se è preferibile non avvicinare gli auricolari a pace marker e protesi metalliche.

 

Nel presente documento si propone un metodo di misura dei valori di campo elettromagnetico nel range 500 Hz – 8 kHz (campo delle frequenze udibili) finalizzato alla valutazione dell’eventuale rischio di esposizione nell’utilizzo di auricolari.

 

Metodo di misura

La misura dei valori di induzione magnetica in area adiacente un auricolare non è semplice.  I sensori utilizzati normalmente nelle nostre valutazioni sono molto grandi e non è possibile utilizzarli. Inizialmente si è pensato di utilizzare sensori ad effetto Hall ma la complessità della progettazione del circuito di condizionamento ci ha portati a pensare un metodo molto didattico ma assoluto ovvero tramite solenoidi. Il metodo di misura passa attraverso l’utilizzo della legge di Faraday. Il sensore è quindi costituito da un solenoide avvolto attorno l’auricolare da testare, quello che si misura è la tensione indotta sul solenoide. La tensione indotta sul solenoide è legata al campo magnetico generato dall’auricolare e segue la seguente relazione:

Dove:

N= numero di spire

A = superficie solenoide in m2

ꙍ= 2 PI F con F la frequenza in Hertz

Φ= Flusso magnetico

B0 = induzione magnetica da valutare in Tesla

Il metodo è assoluto anche se risente di errori di misura elevati, ma in questo lavoro la precisione è poco rilevante volendo solo valutare o no il superamento dei valori di riferimento della raccomandazione europea 1999/519/CE per la popolazione. Si sono introdotte due configurazioni, una a contatto dell’auricolare e l’altra a 3 mm di distanza.

Gli auricolari sono poi stati collegati a uno smartphone al massimo del volume munito di un APP generatore di segnali mentre il segnale ai capi dell’induttanza è stato rilevato con un oscilloscopio digitale a due canali in grado di fornire direttamente l’ampiezza efficace e la frequenza del segnale indotto. Di seguito si riportano i risultati delle misure più significative.

 

Tabella 1 - Configurazione a 3 mm

Frequenza in Hz

Induzione magnetica

(µT)

Valore di riferimento

(µT)

Limite superato

500

10,2

10

SI

1000

5,3

6,25

NO

2000

2,7

6,25

NO

3000

1,7

6,25

NO

5000

1,0

6,25

NO

7000

0,76

6,25

NO

8000

0,67

6,25

NO

 

Tabella 2 - Configurazione a contatto

Frequenza in Hz

Induzione magnetica

(µT)

Valore di riferimento

(µT)

Limite superato

500

220

10

SI

1000

110

6,25

SI

2000

72

6,25

SI

3000

48

6,25

SI

5000

32

6,25

SI

7000

27

6,25

SI

8000

26

6,25

SI

 

A contatto con gli auricolari i valori di induzione magnetica superano i valori di riferimento dettati dalla raccomandazione europea 1999/519/CE. Occorre inoltre tenere presente che in contemporanea, a stretto contatto è anche presente un campo magnetico statico dell’ordine dei 16 mT in grado di smagnetizzare carte di credito.

 

 CONCLUSIONI

In questo lavoro sperimentale, che ci auguriamo venga confermato dai colleghi fisici di altri laboratori, si sono misurati i valori di induzione magnetica generati da auricolari nel range 500 Hz – 8 kHz. Si sono testati tre modelli di telefoni e auricolari rilevando valori simili entro gli errori sperimentali che sono comunque elevati. Tutti gli auricolari hanno all’interno un magnete al neodimio, per verificare la presenza del magnete basta appoggiare una calamita all’auricolare e verificare la forza di attrazione o di repulsione che può essere anche elevata. In tutti i casi si sono rilevati a contatto valori di campo magnetico superiori a quelli indicati dalla raccomandazione europea 1999/519/CE per la popolazione e soggetti sensibili. Per ogni considerazione sanitaria si rimanda a medici e biologi competenti.