Dott. Fisico Giovanni Gavelli & Partners - Installazione di una schermatura di un campo magnetico generato da una cabina MT

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Si fa riferimento alla prescrizione rilasciata dal settore Ambiente del Comune di Bologna nel corso dell’istruttoria del Permesso di Costruire richiesto con PG ..........per intervento di ristrutturazione con ampliamento ai sensi dell’art. 53 comma 3 del RUE relativa al fabbricato posto in Via ...............:

ARPA dice:

“ Si esprime parere favorevole all’intervento in oggetto, con le seguenti prescrizioni:

eseguire la completa schermatura adiacente all’appartamento per il rispetto del valore di attenzione (3 μT) lungo le pareti a contatto con l’attuale cabina;
al termine dei lavori, per disporre dell’abitabilità, è necessario eseguire misure di campo magnetico negli ambienti adiacenti alla cabina MT/BT. Le misure dovranno essere eseguite quanto riportato dalle norme CEI 211-7. Tali misure dovranno caratterizzare l’andamento del campo magnetico su tutta la superficie dell’appartamento, pertanto dovranno essere eseguite su più punti a diverse distanze ed a diverse altezze, realizzando una maglia tridimensionale di 1 m per 1 m alle quote di terra, 1,5 m e 1,9 m, sia per il piano terra, sia per il piano primo.”

Con la presente si risponde alla richiesta di formalizzare quanto già trattato nella corrispondenza intercorsa in merito alle caratteristiche fisiche di una protezione in grado di schermare il campo magnetico generato dalla cabina esistente di trasformazione MT/BT rispetto ad un’area destinata alla permanenza prolungata di persone superiore alle quattro ore giornaliere posta in aderenza alla cabina stessa.

Il progetto di schermatura tiene conto della potenza massima del trasformatore installabile da parte dell’Enel all’interno della citata cabina, ossia di una potenza pari a 630 kW. La tipologia di schermatura consiste in un sandwich costituito da una lastra di ferro di spessore pari a 5 mm rivolta verso la cabina e da una lastra di alluminio di pari spessore rivolta verso l’edificio. Dalla letteratura del settore, da precedenti prove in campo e da studi in ambito industriale, la schermatura così definita è in grado di ridurre i valori di induzione magnetica all’interno dell’area destinata alla permanenza prolungata di persone superiore alle quattro ore giornaliere a valori inferiori all’obiettivo di qualità definito dalle normative attuali (3 μT sulla mediana delle 24 ore). Si intende per “valori inferiori” i valori nell’ordine del decimo di micro Tesla. E’ dimostrato in letteratura che spessori superiori alla metà della profondità di penetrazione del campo magnetico (≈12 mm) non migliorano l’effetto schermante. La scelta dei materiali e modalità di schermatura è avvenuta in funzione di una serie di misure effettuate su 24 ore sulla parete della cabina rivolta verso l’edificio in progetto. La mediana su 24 ore risulta pari 6,7 µT . La schermatura oggetto della presente dovrà ridurre quindi i valori di circa 3 volte. In allegato A si riportano in dettaglio le misure effettuate. A fine lavori, come prescritto dal Settore comunale competente, verrà effettuata dal sottoscritto una verifica in opera dell’efficacia della schermatura cui seguirà una relazione tecnica da allegare alla pratica di deposito di certificato di conformità edilizia e agibilità connessa ai locali in confine.

Riferimenti normativi

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. L’obiettivo di qualità è fissato in 3 Micro Tesla mentre l’obiettivo di attenzione in 10 Micro Tesla.

D.M. 29 Maggio 2008 : " “Metodi numerici per il calcolo delle fasce di rispetto” " G.U. 153 2 Luglio 2008.

Valore di riferimento per l’induzione magnetica

Il DPCM 8 luglio 2003 e decreti successivi prevede due valori di induzione magnetica da applicarsi a seconda della situazione urbanistica del fabbricato: 3 µT (obiettivo di qualità) o 10 µT (valore di attenzione).

Progetto geometrico della schermatura e scelta dei materiali

Le proprietà schermanti dei materiali sono caratterizzate considerando l’efficienza di schermatura definita dal rapporto dei valori di campo magnetico in assenza ed in presenza dello schermo. L’efficienza di schermatura per uno schermo piano e infinito può essere espressa come la somma dei tre coefficenti R, B ed A i quali tengono conto rispettivamente della riflessione (R,B) e dell’assorbimento (A). A frequenza industriale l’efficienza di schermatura dipende essenzialmente dal coefficiente A. Sono disponibili due modalità di schermatura che utilizzano rispettivamente l’alta permeabilità dei materiali ferromagnetici (flux shunting) e la conducibilità di materiali conduttori (eddy currents Cancellation). La schermatura in oggetto ha la funzione di ridurre l’intensità di induzione magnetica al di sotto dei 3 Micro Tesla partendo da un valore massimo stimato nelle condizioni peggiori (a contatto con la parete della cabina) pari a 6,7 Micro Tesla.

Si è individuato l’utilizzo di materiali conduttori ( Alluminio) associato a un materiale a più alta permeabilità magnetica (Ferro) come la soluzione più adatta alla schermatura. Da prove effettuate in casi analoghi si è stimata l’efficacia di schermatura relativamente a una lastra di alluminio spessa 3 mm pari a circa 60 % massimo in condizioni geometriche opportune (Campo magnetico ortogonale). Analogamente da prove effettuate su lastre di ferro commerciale si è stimata l'efficacia di schermatura relativamente a una lastra di ferro di spessore pari a 4 mm pari a circa 80 % in condizioni geometriche opportune (Campo magnetico parallelo).

Lo schermo proposto è costituito quindi da una lastra di Alluminio di spessore minimo pari a 5,0 mm collocata a stretto contatto con una lastra di Ferro di spessore pari a 5 mm rivolte entrambe verso la parete della cabina elettrica. Lo schermo non è gravato da buchi o fessure e le lastre sono state affiancate più strettamente possibile una con l’altra. (Sandwich). Il sistema, come definito in precedenza, deve ridurre i valori di induzione magnetica (mediana sulle 24 ore) da 6,7 µT a 3 µT ovvero deve ridurre di circa 3 volte , valore ampiamente compatibile con prove effettuate in casi precedenti e reperibili in letteratura. (L’attenuazione minima di richiesta per singola lastra risulta pari a circa 1,5 volte).

Installazione

Il sistema schermante è stato collocato sulla parete confinante l’area destinata alla permanenza prolungata di persone superiore alle quattro ore giornaliere. Lo schermo ha la stessa superficie del muro (base x altezza) della cabina ovvero a stretto contatto con il muro della cabina. Prima sono state collocate le lastre di ferro solidali al muro della cabina. Le lastre sono state saldate una con le altre per mantenere il più possibile elevata la permeabilità magnetica nella connessione e per motivi strutturali e di sicurezza. Successivamente sono state collocate le lastre di alluminio semplicemente fissate con tasselli. Non è stato necessario saldare le lastre di alluminio in quanto l’effetto predominante è la creazione di correnti indotte. Di seguito si riporta la documentazione fotografica dei lavori.