Proponiamo
uno studio valutazione dell’esposizione a campi magnetici generati da un forno ad induzione utilizzato per la
fusione di trucioli di alluminio. Questa versione è un estratto incompleto.
Per informazioni, chiarimenti o eventuali preventivi contattateci
tranquillamente.
Strumentazione utilizzata
Per le
misure è stato utilizzato un misuratore/dosimetro con le seguenti
caratteristiche:
MISURATORE
MARCA:
Microrad Via
Belisario 4/a 05018 Orvieto (TR) Tel. 0763-393522 fax 0763-391219
TIPO: Monitor
MODELLO: HT300
PRECISIONE: +- 3% +- 1 step +- 2 digit
TIPO DI SENSORE : Isotropico
SETTAGGIO RMS
Computer
portatile Aspire 1800 con software Microrad HT300 ver. 2.2.7
Tipo di forno : MFTAL spezial 3t / 1250 KW/120 Hz
Costruttore : Otto
Junker Gmbh 52147 Simmerath
Potenza nominale 1250
KW
Frequenza : 120 Hz
  Descrizione
degli impianti
Il forno a induzione è costituito da un solenoide in cui viene
fatta scorrere una corrente alternata di frequenza pari a 120 Hz. Il campo
magnetico generato dal solenoide induce delle correnti indotte nella carica
depositata al suo interno (alluminio) provocandone la fusione per effetto
Joule. Il solenoide è posizionato verticalmente sotto la piattaforma di
conseguenza il campo magnetico risulta concentrico rispetto all’asse del
forno.
La potenza del forno viene ceduta in modo continuo in funzione della
quantità di materiale che viene caricata nel crogiolo. La fusione del
materiale avviene quindi in modo continuo man mano che i sistemi di carica
versano i trucioli di alluminio. Nel
grafico sottostante è riportato un ciclo completo di carica in cui si osserva
l’aumento del campo magnetico all’interno della cabina e quindi della potenza
nel tempo.
Figura 1 : Induzione
magnetica rilevata con HT 300 nella cabina apparati di controllo
Il
valore massimo di potenza fornito all’induttore si avrà esclusivamente alla
fine del ciclo di carico.
La
potenza massima del forno risulta, dai dati di targa pari 1250 KW.
 Modalità
di esposizione degli operatori
Come già descritto il funzionamento del forno é continuo con cariche
di circa 1,5 tonnellate ogni ora.
Le fasi si possono suddividere nel seguente modo :
1.
Avvio del
forno con una potenza pari a 800 KW.
2.
Caricamento
automatico del forno di trucioli di alluminio per circa 50 minuti durante il
quale la potenza sale fino a 1100 KW.
- L’operatore
spegne il forno ed effettua una misura del bagno di metallo fuso immergendovi
una sonda.
- L’operatore
chiude il coperchio del forno e
ritorna al pannello di controllo
dove riavvia la potenza per arrivare alla temperatura di 750 °C.
Dalle modalità sopra descritte ne risulta che gli operatori stazionano nelle aree adiacenti al forno
esclusivamente per brevi periodi. Inoltre la fase potenzialmente più gravosa,
durante la quale l’operatore si avvicina in maniera sensibile al forno, si ha
nel momento di misura tramite sonda . In questa fase la potenza è nulla per
ovvi motivi di sicurezza e di conseguenza non si ha emissione di induzione
magnetica dovuta al forno.
 Riferimenti normativi e valori
limite
Legge quadro n . 36 /2001 : nata per
la protezione dalle esposizioni a campi elettrici , campi magnetici ed
elettromagnetici in conseguenza al documento congiunto dell’ISPESL e dell’ISS
del 20/01/1988, approvata in via definitiva alla camera dei deputati il 24
gennaio 2001, pubblicata sulla gazzetta ufficiale n. 55 del 7 marzo 2001.
Detta i principi fondamentali per la tutela della salute dei
lavoratori professionalmente esposti e della popolazione
Introduce i concetti di limite di esposizione, livello di
attenzione e obiettivo di qualità
DPCM 8 luglio 2003 : Fissazione
dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di
qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi
elettrici e magnetici alla frequenza di rete (50 Hz) generati dagli
elettrodotti,
Esso, per sorgenti non riconducibili ad elettrodotti, rimanda
alla raccomandazione del Consiglio dell’Unione Europea del 12 luglio 1999,
che risulta rettificata dalla direttiva 2004/40/CE
 Direttiva 2004/40/CE (recepita con il Decreto legge N° 257 del 19/11/2007)
La direttiva indica i valori di azione ottenuti a partire dai
valori limite di esposizione secondo le basi razionali utilizzate dalla
Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni non ionizzanti
(ICNRIP) nelle sue linee guida. Relativamente alle frequenza comprese tra
0,025—0,82 KHz il valore di induzione magnetica di azione si calcola tramite
la seguente (Allegato A della direttiva) :
Micro Tesla = 25/f dove
f= frequenza in KHz
Relativamente all’impianto oggetto di misura e per i lavoratori
professionalmente esposti si considerano quindi come limiti di esposizione
per tutta la giornata lavorativa i seguenti :
Campi generati dal
forno f= 0,12 KHz L
= 208 Micro Tesla
Campi generati dalla rete
f= 0,050 KHz L = 500
Micro Tesla
 Riferimenti normativi e valori
limite per lavoratori non esposti professionalmente
DPCM 8 luglio 2003 : Fissazione
dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e degli obiettivi di
qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi
elettrici e magnetici alla frequenza di rete (50 Hz) generati dagli
elettrodotti,
Esso, per sorgenti non riconducibili ad elettrodotti,
relativamente alla esposizione della popolazione e quindi anche per i
lavoratori professionalmente non esposti rimanda alla raccomandazione del
Consiglio dell’Unione Europea del 12 luglio 1999.
Raccomandazione europea 12 luglio 1999 (1999/519/CE)
I livelli di
riferimento relativi all’esposizione sono indicati al fine di poterli
confrontare con i valori delle grandezze misurate. Dalla tabella 2 della
medesima raccomandazione otteniamo relativamente all’intervallo compreso tra
0,025 – 0,8 KHz la seguente formula:
Micro Tesla = 5/f dove
f= frequenza in KHz
Relativamente all’impianto oggetto di misura e per i lavoratori
non professionalmente esposti si considerano quindi come valori di
riferimento da non superare i seguenti :
Campi generati dal forno (120 Hz) f= 0,12 KHz L
= 41,6 Micro Tesla
Campi generati dalla rete (50 Hz) f= 0,050 KHz L
= 100,0 Micro Tesla
Per completezza si precisa che i valori limite descritti
sono relativi a sorgenti non riconducibili a elettrodotti ( linee, cabine di
trasformazione), per sorgenti riconducibili a elettrodotti valgono i seguenti
valori definiti dal dpcm 8 luglio 2003:
Limite di esposizione
100 Micro Tesla
Limite di attenzione 10 Micro Tesla
Limite di qualità 3 Micro Tesla
 Procedura utilizzata per le
misurazioni
La normativa di riferimento è la CEI 211-6 , “Guida per la misura e la
valutazione dei campi elettrici e magnetici nell’intervallo di frequenza 0 Hz
- 10 KHz, con riferimento all’esposizione umana”. I punti di misura sono
stati fissati tramite un’ asta graduata all’altezza pari a 1,5 metri come
prescritto al punto 13.2.3 della medesima CEI 211-6. Sono state
effettuate misure per la
caratterizzazione della sorgente nelle aree adiacenti al forno e nella cabina
elettrica sottostante il forno. Si è inoltre sincronizzato l’orologio dello
strumento HT300 tramite computer con l’orologio del computer controllore del
forno per poter associare le misure effettuate alle relative posizioni.
Riassunto delle misure
Misura
0 :
A filo del bordo del forno
Serie misure dalla 1A – 3A : Effettuate a 1,5 metri dall’altezza dal piano di calpestio
su un raggio ortogonale alla circonferenza del forno, parallelo alla scala di
accesso.
Serie misure dalla 1B – 4B : Effettuate
a 1,5 metri dall’altezza dal piano di calpestio su un raggio ortogonale alla
circonferenza del forno, Inclinato di 45 ° rispetto alla serie di misure A.
Misura 1C : Effettuata sul carrello
elevatore durante l’operazione di movimentazione del crogiolo.
Serie misure dalla 1D – 3D : Effettuate
a 1,5 metri dall’altezza dal piano di calpestio rispettivamente nelle
posizioni in cui staziona l’operatore per il comando del forno. Questa
postazione non è presidiata durante il funzionamente del forno. Lo scarico
del forno avviene infatti al termine della fusione.
Misura 1E : Effettuate a 1,5 metri
dall’altezza dal piano di calpestio all’interno della cabina sottostante il
forno.
 Procedura per la stima del campo magnetico alla massima potenza nominale
Le misure effettuate,
per l’intrinseco funzionamento del forno, sono relative a diversi valori di
potenza nel tempo. Si ricorda che la potenza del forno non risulta costante
ma aumenta all’aumentare del carico introdotto nel crogiolo. Si è effettuato
quindi una correlazione al valore nominale massimo che risulta pari a 1250
KW.
La
correlazione si basa sul fatto che il campo magnetico B è proporzionale alla
corrente I che circola nel solenoide e che la Potenza P è proporzionale a I2
. Quindi è possibile calcolare , conoscendo il valore di BMisurato e la potenza PMisurata nello
stesso instante, un valore Bstimato alla potenza di 1250 KW.
La formula
utilizzata è la seguente :
B1250 KW = BMisurato
* ( 1250 /PMisurata )1/2
 I grafici elaborati dal dosimetro HT300 riportati di seguito sono completi e quindi sono presenti delle
misure in cui compaiono dei valori quasi nulli dovuti al fermo forno per le
varie operazioni descritte precedentemente. Nel calcolo dei valori medi sono
stati eliminati in quanto non rappresentativi per il calcolo della massima
esposizione.
 Misure effettuate
Misura 0 : A filo del bordo del forno (1)
|
Misura N°
|
Distanza in metri
|
B Misurato
MicroTesla
|
Potenza
KW
|
B stimato
Micro Tesla
|
|
0
|
0
|
61
|
960
|
70
|
(1)
Posizione
non accessibile.
Serie misure dalla 1A – 3
A : Effettuate a 1,5 metri dall’altezza dal piano di calpestio su un
raggio ortogonale alla circonferenza del forno.
Figura 2:
|
Misura N°
|
Distanza dal bordo in metri
|
B misurato
Micro Tesla
|
Potenza misurata
KW
|
Potenza massima
KW
|
B stimato
Micro Tesla
|
|
1A
|
1
|
20
|
865
|
1250
|
24
|
|
2A
|
2
|
21
|
990
|
1250
|
23
|
|
3A
|
2,5
|
14
|
1000
|
1250
|
16
|
Serie misure dalla 1B – 4B :
Effettuate a 1,5 metri dall’altezza dal piano di calpestio su un
raggio ortogonale alla circonferenza del forno,
Figura 3:
Radiale al
solenoide
|
Misura N°
|
Distanza dal bordo in metri
|
B misurato
Micro Tesla
|
Potenza misurata
KW
|
Potenza massima
KW
|
B stimato
Micro Tesla
|
|
1B
|
1
|
22
|
976
|
1250
|
24
|
|
2B
|
1,5
|
15
|
1000
|
1250
|
17
|
|
3B
|
2
|
11
|
1081
|
1250
|
12
|
|
4B
|
2,5
|
8
|
1100
|
1250
|
9
|
Misura 1C : Effettuata sul carrello elevatore durante la movimentazione del crogiolo
adiacente al forno.
1C Carrello
elevatore
|
|
B misurato
MicroT
|
Potenza misurata
KW
|
Potenza massima
KW
|
B stimato
MicroT
|
|
Valore Massimo
|
10
|
930
|
1250
|
11,5
|
Serie misure dalla 1D – 3D : Effettuate a 1,5 metri
dall’altezza dal piano di calpestio rispettivamente nelle posizioni in cui
staziona l’operatore per il comando del forno.
1D Posizione comando scarico crogiolo
|
|
B misurato
MicroTesla
|
Potenza misurata
KW
|
Potenza massima
KW
|
B stimato
MicroTesla
|
|
Valore Massimo
|
16
|
943
|
1250
|
18
|
Misura 1E :
Effettuate a 1,5 metri dall’altezza dal piano di calpestio all’interno della
cabina sottostante il forno. La cabina risulta accessibile esclusivamente
nelle fasi di riparazione e manutenzione degli apparati.
Figura 4:
In figura è
rappresentato un ciclo completo di fusione di una carica. I picchi iniziali
sono dovuti all’azionamento dei sistemi per il ribaltamento del crogiolo. In
questa fase si ottengono , all’interno della cabina, i massimi valori di
campo magnetico. Una volta avviato il processo di carico e fusione i valori
di campo magnetico crescono come riportato in figura. Si considerano quindi i
seguenti valori di esposizione:
|
|
B misurato
MicroTesla
|
|
Valore minimo
|
0,15
|
|
Valore massimo
|
40,6
|
 Riassunto dei valori di
esposizione
Normale utilizzo del forno
|
Individuazione della postazione
(normale utilizzo del forno)
|
Valore massimo di esposizione in MicroTesla (1250KW)
|
|
Azionamento Pannello
controllo forno
|
7,0
|
|
Piano di scrittura adiacente
al pannello di controllo
|
11,4
|
|
Posizione comando scarico
crogiolo
|
18,0
|
|
Posizione scarico crogiolo su
carrello elevatore
|
11,5
|
Aree non
accessibili
Individuazione delle aree
|
Valore massimo di esposizione in μT (1250KW)
|
| 