ΤΕΙ Πειραιά, Τμ. Ηλεκτρονικής, Θηβών 250 & Π.Ράλλη, Αιγάλεω-12244, τηλ. 5381225

Στην εργασία μας εξετάζονται οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας που διακρίνονται σε λειτουργικές και σε βιολογικές. Τα τυχόν αποτελέσματα από τις λειτουργικές επιπτώσεις είναι κυρίως χωροταξικά, αισθητικά και ηλεκτρομαγνητικά, ενώ τα τυχόν αποτελέσματα από την έκθεση πέρα από τα αποδεκτά όρια στα ισχυρά πεδία των δικτύων ταξινομούνται ως θερμικές και αθερμικές (non-thermal, athermal) επιδράσεις στο βιολογικό υλικό. Τα αποδεκτά όρια βασίζονται σε αποτελέσματα ερευνών, οι οποίες δεν έχουν εξαντλήσει το ζήτημα των βιολογικών επιδράσεων, επομένως είναι λάθος να θεωρούνται ως σαφή και οριστικά όρια μεταξύ ασφαλούς ή επικίνδυνης έκθεσης. Παρά το ότι οι μετρήσεις και υπολογισμοί αποδεικνύουν ότι τα πεδία είναι ισχυρά πολύ κοντά στα καλώδια (10-20m), η ευκαιριακή, αποσπασματική και μονοδιάστατη εξέταση των ζητημάτων ασφαλείας από αρχές και φορείς, οδηγεί στη δημιουργία ανησυχίας και τεχνοφοβίας στο κοινό, για ένα πολυ-επιστημονικό ζήτημα στο οποίο δεν έχουν αποφανθεί οριστικά και οι συναφείς κλάδοι των Φυσικών Επιστημών. Επομένως είναι επιβεβλημένη η αποφυγή της διέλευσης νέων ηλεκτρικών δικτύων μέσα από κατοικημένες περιοχές και κυρίως επάνω από υφιστάμενα κτίρια, εν όψει της ευρύτερης εξέτασης και τεκμηρίωσης του ζητήματος που (μετά από πολλά χρόνια) θα οδηγήσει σε οριστικά συμπεράσματα και στην θέσπιση μέτρων ελέγχου όλων των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τα ηλεκτρικά δίκτυα

Η καταγραφή των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σε γειτονικά συστήματα ή υποσυστήματα και εν τέλει στην ποιότητα ζωής, οδηγεί σε μια πολυ-επιστημονική αναζήτηση και μελέτη των τυχόν λειτουργικών και βιολογικών επιδράσεων μέσα από την επιδημιολογία, βιολογία, φυσική, ηλεκτρονική, ηλεκτρολογία κλπ.

Οι λειτουργικές επιπτώσεις οφείλονται στο υλικό του δικτύου ή στα (ηλεκτρικά, μαγνητικά, ηλεκτρομαγνητικά) πεδία του και περιλαμβάνουν ποικίλα φαινόμενα απόκλισης από την κανονική λειτουργία, όπως: αλλαγές στην κεραυνόπτωση και στο γήινο ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο, αλλοίωση της αισθητικής του τοπίου, τηλεπικοινωνιακές παρεμβολές, επίδραση σε αυτοματισμούς κλπ. Οι λειτουργικές επιδράσεις επιφέρουν τον περιορισμό στη δραστηριότητα ή στην αποδοτικότητα των γειτονικών φυσικών ή τεχνητών συστημάτων.

Οι βιολογικές επιδράσεις μπορεί να είναι: δερματικές, κυτταρολογικές, αναπαραγωγικές, νευρολογικές, αισθητηριακές κλπ. Τελικό αποτέλεσμα των βιολογικών επιδράσεων είναι κάποιες μεταβολές σε κύτταρα ή στη δραστηριότητα τους. Η συνεχής έκθεση του βιολογικού υλικού σε ασθενή ηλεκτρικά, μαγνητικά και ηλεκτρομαγνητικά πεδία δεν αναμένεται να έχει επιπτώσεις, ενώ η έστω και πρόσκαιρη έκθεση σε ισχυρά πεδία μπορεί να επιφέρει βιολογικές επιδράσεις με ενδεχόμενες μη αναστρέψιμες συνέπειες.

Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις ελέγχονται με περιοριστικούς/λειτουργικούς κανόνες που πρέπει να αναθεωρούνται συχνά και στηρίζονται στην εφαρμογή εξής τριών γενικών αρχών^[1] :

Οι λειτουργικές επιπτώσεις είναι κυρίως χωροταξικές, αισθητικές και ηλεκτρομαγνητικές. Στις χωροταξικές εντάσσονται οι πάσης φύσης περιορισμοί που επιβάλλονται σε γειτονικά ακίνητα και δραστηριότητες, οι οποίοι συχνά στην ύπαιθρο είναι πρακτικά ασήμαντοι, αλλά σε κατοικημένες περιοχές οδηγούν σε σημαντικά προβλήματα στη δόμηση, στις χρήσεις και στην αξία των ακινήτων που βρίσκονται κάτω ή δίπλα από τα ηλεκτρικά δίκτυα.

Τα ραδιοηλεκτρικά χαρακτηριστικά των καλωδίων και πυλώνων μαζί με τα επαγόμενα πεδία από το ηλεκτρικό ρεύμα (Σχ.1.), προκαλούν διαμόρφωση και αλλοίωση στις τιμές της έντασης του γήινου ηλεκτροστατικού και μαγνητοστατικού πεδίου. Προκαλούν επίσης και μεταβολές σε συναφή φυσικά φαινόμενα όπως είναι τα σημεία και η συχνότητα κεραυνόπτωσης^[1]. Εάν h είναι το ύψος του υψηλότερου καλωδίου από το έδαφος, τότε μια περιοχή με εύρος 4h εκατέρωθεν του καλωδίου θεωρείται ότι συλλέγει κεραυνούς και η συχνότητα κεραυνόπτωσης f_h είναι

κεραυνοί/έτος

Τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία από το φορτίο των δικτύων, μαζί με τα παρασιτικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα ή τον ραδιοθόρυβο που τα συνοδεύει, μπορεί να επιδράσουν στη λειτουργία των πλησίον ευρισκομένων ηλεκτρονικών διατάξεων, έτσι ώστε να εμφανιστούν φαινόμενα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (Electro-Magnetic Compatibility, EMC) ^[2] που ποικίλουν από την αστοχία/λάθη αυτοματισμών και ενδείξεων έως την παρενόχληση με παρεμβολές (Electro-Magnetic Interference ΕMI) των επικοινωνιών ή της ραδιοτηλεόρασης.

Οι ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις στη λειτουργία διατάξεων από τις οποίες εξαρτάται η ζωή ή η υγεία ή που εξάγουν τις παραμέτρους για την κατάσταση τους, μπορεί να έχουν σοβαρές συνέπειες. Έτσι πρέπει να εφαρμόζονται οι κανόνες ελέγχου των φαινομένων EMC που περιλαμβάνουν και όρια στην ένταση του ηλεκτρικού Ε_emc (V/m) ή του μαγνητικού Η_emc (Α/m) πεδίου ή στην ένταση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων & του ραδιοθορύβου. Για το απόμακρο πεδίο (far field), στο κενό (Ζ=377Ω), η απόσταση R_emi των ορίων της ζώνης EMI από ένα καλώδιο που ακτινοβολεί παρασιτικά την ισοδύναμη ισχύ κορυφής P_p(θ,φ) προς την διεύθυνση θ,φ, και προκαλεί παρεμβολή Ε_emi (V/m), θα είναι

υποτίθεται ότι

Συχνά η παρεμβολή γίνεται στο εγγύς πεδίο (near field) που πρακτικά εκτείνεται σε μια μικρή κυλινδρική περιοχή με ακτίνα R_nf γύρω από το καλώδιο και έχει περίπλοκη εξάρτηση. Στη χειρότερη περίπτωση (worst case) η maxΕ_emi σε μήκος κύματος λ προσεγγίζεται ως εξής

Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία πλησίον των δικτύων ανήκουν κυρίως στις εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες (Extreme Low Frequency, ELF) που εντάσσονται στις μη-ιονίζουσες ακτινοβολίες. Ο ευρισκόμενος πλησίον των ηλεκτρικών δικτύων εκτίθεται σε ηλεκτρικά & μαγνητικά πεδία, τα οποία αναλόγως της απόστασης και του φορτίου μπορεί να είναι ασθενή ή ισχυρά από βιολογικής πλευράς με κριτήριο τα αποδεκτά όρια έκθεσης (Εxposure Limits, EL). To ηλεκτρικό πεδίο επιδρά μέσα στο σώμα διαφορετικά από το μαγνητικό πεδίο (Σχ.2).

Η πυκνότητα μαγνητικής ροής B_exp (μΤ, 1μΤ=10mG) και η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου Ε_exp θα είναι ισχυρές, εάν η έκθεση των ιστών υπερβαίνει το αντίστοιχο αποδεκτό όριο έκθεσης B_el, Ε_el. Τα όρια για τον πληθυσμό είναι αυστηρότερα, αφού κάποιος μπορεί να εκτίθεται συνεχώς (24ωρο) χωρίς να γνωρίζει ή να λάβει μέτρα προστασίας, ενώ η έκθεση του επαγγελματία γίνεται μόνο στην διάρκεια της εργασίας του (8ωρο) και υποτίθεται ότι γνωρίζει τις επιπτώσεις λαμβάνοντας τα κατάλληλα μέτρα. Τα αποδεκτά όρια έκθεσης που προτείνονται από διεθνείς φορείς με την εποπτεία του ΟΗΕ βασίζονται σε αποτελέσματα ερευνών, οι οποίες δεν έχουν εξαντλήσει το ζήτημα των βιολογικών επιδράσεων. Πλην όμως τεκμηριώνεται ότι η έκθεση σε ισχυρά πεδία συνεπάγεται βιολογικές επιπτώσεις που οδηγούν σε μεταβολές της δραστηριότητας ή αλλοιώσεις των κυττάρων ή των συστημάτων κυττάρων ή του βιολογικού υλικού γενικά. Η αύξηση της θερμοκρασίας των ιστών είναι η πλέον τεκμηριωμένη και αποδεκτή επίδραση, ενώ υπάρχουν πολλές αναφορές αθερμικών επιδράσεων.

Βασικό ζήτημα είναι η εφαρμογή της αρχής της οριοθέτησης, για την διάκριση των πεδίων σε ασθενή ή ισχυρά με βιολογικά κριτήρια. Δηλαδή η αναζήτηση, διερεύνηση, τεκμηρίωση, και θέσπιση ορίων βιολογικής επικινδυνότητας, σε ένα θέμα με πολλές φυσικές και βιολογικές παραμέτρους και αντιφατικές όψεις. Η ανεπάρκεια τεκμηρίωσης για όλες τις βιολογικές επιδράσεις από τα ισχυρά πεδία 50/60 Ηz στους ηλεκτροπαραγωγούς σταθμούς και στα ηλεκτρικά δίκτυα είναι δεδομένη. Παρά την έντονη αντιγνωμία που οδηγεί σε μεγάλες αποκλίσεις ως προς τα αποδεκτά όρια έκθεσης Ε_el, B_el, η πλειοψηφία των διεθνών & εθνικών φορέων ακολουθεί ή προσεγγίζει τα όρια της INIRC^[3] (International Νon-Ionizing Radiation Committee) της IRPA (International Radiation Protection Association) που εξειδικεύονται για τους επαγγελματίες, τον πληθυσμό και την διάρκεια έκθεσης.

Τα πεδία είναι ισχυρά πολύ κοντά (10-20m) στα καλώδια των δικτύων και πάντως^[4] όχι πλέον των 100m, οπότε δεν είναι εύκολη η πρόσβαση. Όμως είναι χρήσιμη η ακτίνα R_NHZ της ζώνης επικινδυνότητας ως η απόσταση στην οποία η έκθεση θα ισούται με το αντίστοιχο EL. Για το μαγνητικό πεδίο στα δίκτυα των 50/60 Hz η R_NHZ μπορεί να προσεγγισθεί αριθμητικά από τις σχέσεις:

(διπλή γραμμή) (γραμμή υψ.τάσ.)

Ως προς την επικινδυνότητα των πεδίων ELF υπάρχουν πολλοί ειδικοί που ισχυρίζονται ότι υπάρχει πιθανή ή βέβαιη επικινδυνότητα, από την έκθεση σε όλα τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, ακόμα και όταν αυτά χαρακτηρίζονται ως ασθενή από τεχνικής πλευράς. Όπως εξ ίσου και πολλοί άλλοι ειδικοί υποστηρίζουν ότι δεν υπάρχουν επαρκή δεδομένα, στοιχεία ή αποδείξεις για να τεκμηριωθεί η επικινδυνότητα σε πεδία με χαμηλή ένταση. Η σχετική βιβλιογραφία μπορεί να προκαλέσει κάποια αναξιοπιστία, ενώ τα ασχολίαστα επιχειρήματα ή οι αντιρρήσεις και των δύο πλευρών ανησυχία στο ευρύ κοινό. Υπάρχουν αρκετές έρευνες που καταλήγουν στην ένδειξη ότι τα χαμηλής έντασης ηλεκτρομαγνητικά πεδία δεν συσχετίζονται με επικινδυνότητα, αλλά υπάρχουν και πολλές άλλες που υποστηρίζουν ότι μπορεί να υπάρχει σύνδεση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και καρκίνου ή γενικότερα της υγείας. Υπάρχουν επίσης έρευνες για κάποια πλευρά του ζητήματος και αρκετές επισκοπήσεις εργαστηριακές ή επιδημιολογικές που καταλήγουν σε διαφορετικά συμπεράσματα εξαρτώμενα από την οπτική γωνία του μελετητή και από το είδος της μελέτης. Ο αναγνώστης τέτοιων επισκοπήσεων πρέπει να ενδιαφερθεί μόνον όταν παρουσιάζονται τεκμήρια^[5] από έρευνες όπως αυτά του πίνακα παραπλεύρως.

Στους επιστήμονες που δηλώνουν πως οι αποδείξεις δείχνουν ότι δεν υπάρχει κίνδυνος υγείας από τα πεδία 50/60 Hz, αρκεί η παράθεση αναφορών του ΟΤΑ (Office of Technology Assessment) και του EPA (Environmental Protection Agency) των ΗΠΑ που αναφέρεται ότι τα πεδία μπορεί να κατέχουν επικινδυνότητα για την υγεία του κοινού. Πόσο μάλιστα αφού τα στοιχεία που εμφανίζονται τελευταία (όπως αυτά του πίνακα) δεν επιτρέπουν πλέον την κατηγορηματική άρνηση στο ενδεχόμενο αυτό, αλλά ούτε και την τεκμηρίωση του. Μέχρι λοιπόν την οριστική επίλυση του ζητήματος πρέπει να ενημερώνεται σωστά και τακτικά το κοινό ώστε να μην εφησυχάζει αλλά ούτε να ανησυχεί και να αποφεύγεται η διέλευση νέων εναέριων ηλεκτρικών δικτύων μέσα από κατοικημένες περιοχές ή κυρίως επάνω από κτίρια.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ