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Movimento in un campo magnetico statico
Elaborazione delle misure di campo magnetico percepito

Rilevato con sonda Narda-Metrolab THM1176

Premessa

Nel 2008 l'allora ISPESL promosse un progetto di ricerca (a cui parteciparono, oltre alla stessa ISPESL, unità operative dell'IFAC e dell'ENEA) per approfondire la valutazione dell'esposizione a CEM degli operatori addetti ai reparti di risonanza magnetica (RM). Il progetto aveva principalmente obiettivi di tipo dosimetrico, per raggiungere i quali fu però necessario mettere a punto anche una metodica di acquisizione della forma d'onda del campo magnetico percepito come variabile nel tempo da un operatore in movimento nel campo magnetostatico. Tale forma d'onda à fondamentale anche per la determinazione delle grandezze radiometriche previste dalla specifica linea guida ICNIRP del 2014, relativa alla prevenzione degli effetti conseguenti a tale movimento, cioà la massima variazione ΔB su 3 secondi e gli indici di picco ponderato riferiti ai limiti per gli effetti di stimolazione.

Questa metodica si è successivamente evoluta nella proposta di un possibile approccio standard al problema della valutazione dell'esposizione occupazionale dovuta al movimento di un operatore in un qualunque campo magnetostatico non omogeneo. Tale approccio si incentra su una sonda Narda-Metrolab THM-1176, indossata dall'operatore stesso o da un volontario che ne simula il comportamento. La sonda deve essere fissata in un punto del corpo del soggetto, come mostrato nelle figure. Come punto di fissaggio, viene spesso scelta la testa, per la rilevanza di questo organo in relazione agli effetti dell'esposizione studiata: in questo caso, si può far uso del telaio interno di un caschetto da ciclista, come si vede in figura. La sonda viene poi collegata a un personal computer mediante una prolunga USB sufficientemente lunga. Sul personal computer viene eseguito il software di gestione della sonda fornito di serie dal fabbricante.

Al soggetto viene poi chiesto di eseguire i movimenti tipici delle varie attività svolte in relazione alla mansione studiata, nelle aree dove è presente un intenso campo magnetico statico; durante questi movimenti, i valori istantanei del vettore induzione magnetica rilevati dalla sonda vengono memorizzati in un file sul personal computer.

Lo strumento web a cui si riferisce questa scheda informativa è nato per permettere di elaborare questi file dati, utilizzandoli direttamente nel formato nativo generato dalla sonda di misura citata e dal suo software di gestione standard.

Finalità

Questo strumento consente di elaborare le misure di campo magnetico variabile molto lentamente nel tempo, per ricavarne i parametri radioprotezionistici previsti dalle Linee Guida ICNIRP-2014 Guidelines for limiting exposure to electric fields induced by movement of the human body in a static magnetic field and by time-varying magnetic fields below 1 Hz: in particolare, la massima variazione ΔB in qualunque intervallo di 3 secondi e l'indice di picco ponderato per gli effetti di stimolazione.

Lo strumento è particolarmente utile per valutare l'esposizione subita da un individuo che si muove in un ambiente dove è presente un intenso campo magnetico statico non omogeneo (come per esempio nei reparti di risonaza magnetica): i movimenti del soggetto esposto danno infatti luogo ad un campo magnetico percepito dal soggetto stesso come lentamente variabile nel tempo. A questo fine, il sensore di misura deve essere fissato su una parte del corpo del soggetto (per esempio la testa), in modo che partecipi in modo solidale ai suoi movimenti.

Nota importante

I limiti proposti dalle citate Linee Guida ICNIRP-2014 non hanno valore cogente, poiché queste Linee Guida non sono state integrate in alcun documento nazionale o comunitario giuridicamente rilevante. Tuttavia, il rispetto di tali limiti - raccomandato anche dalla Guida non vincolante di buone prassi per l'attuazione della direttiva 2013/35/UE relativa ai campi elettromagnetici - ha un riconosciuto fondamento scientifico.

Impostazione generale

Lo strumento è pensato per elaborare i file-dati prodotti dal magnetometro ad effetto Hall Narda-Metrolab THM1176 (collegato ad un personal computer attraverso la propria interfaccia USB nativa) ed è in grado di riconoscere e gestire automaticamente due diversi formati di questi file, adottati dal fabbricante in due diverse fasi della vita della sonda (vedere in fondo a questa scheda).
I file-dati in questione sono costituiti da campioni vettoriali di induzione magnetica acquisiti ad istanti di tempo successivi sufficientemente vicini.

Il file-dati generato dal magnetometro THM1176 viene inviato al server WebNir, dove viene decodificato e processato per calcolare i parametri radioprotezionistici rilevanti e costruire i grafici mostrati tra i risultati.

Limitazioni

  • Il magnetometro THM1176, almeno gli esemplari collaudati, è risultato in grado di salvare su PC in modo affidabile e continuativo un flusso di misure avente una velocità massima di 10 campioni vettoriali al secondo. Questo limita a 5 Hz la frequenza massima dello spettro del campo magnetico percepito ricostruito dallo strumento.
  • Per evitare tempi di elaborazione inaccettabilmente lunghi, il calcolo della massima variazione ΔB su 3 secondi viene eseguito solo se il prodotto della frequenza di campionamento per il numero di campioni e` inferiore a un milione; in caso contrario viene mostrato il valore N/D.

Formato dei file-dati in ingresso

Il formato dei dati in ingresso è quello fornito dal magnetometro Narda-Metrolab THM1176.
Questo, a seconda del firmware installato, può salvare i dati misurati nei seguenti formati.

Prima versione
12,317243 10,265700 6,797100 -0,359600 MT 20634 0x0000000000060315
12,320505 10,301500 6,753200 -0,261200 MT 20614 0x000000000006031f
12,358934 10,318400 6,794500 -0,329600 MT 20620 0x0000000000060329
12,319015 10,285600 6,771700 -0,329600 MT 20659 0x0000000000060333
12,322512 10,305300 6,745800 -0,373200 MT 20635 0x000000000006033d
12,339373 10,312900 6,765800 -0,358000 MT 20656 0x0000000000060347
12,308422 10,318700 6,695000 -0,445700 MT 20646 0x0000000000060351
12,299327 10,297000 6,713600 -0,415700 MT 20624 0x000000000006035b
12,295990 10,286300 6,724000 -0,413800 MT 20625 0x0000000000060364
12,293187 10,297800 6,702000 -0,401200 MT 20681 0x000000000006036e
...

Seconda versione
Block B Bx By Bz Units Temperature Timestamp Serial No. Comment
0 0.000644 -0.000290 -0.000567 -0.000101 T 20989 2013.06.19 22:02:20.604394039 0000105 
0 0.001074 -0.000590 -0.000800 -0.000406 T 20989 2013.06.19 22:02:20.704394039 0000105 
0 0.000783 -0.000187 -0.000565 -0.000510 T 20989 2013.06.19 22:02:20.804394039 0000105 
0 0.000745 -0.000294 -0.000457 -0.000510 T 20989 2013.06.19 22:02:20.904394039 0000105 
0 0.000851 -0.000499 -0.000464 -0.000510 T 20989 2013.06.19 22:02:21.004394039 0000105 
0 0.000723 -0.000301 -0.000236 -0.000613 T 20989 2013.06.19 22:02:21.104394039 0000105 
0 0.000731 -0.000605 -0.000356 -0.000204 T 20989 2013.06.19 22:02:21.204394039 0000105 
0 0.000706 -0.000290 -0.000567 -0.000305 T 20989 2013.06.19 22:02:21.304394039 0000105 
0 0.001073 -0.000484 -0.000908 -0.000303 T 20989 2013.06.19 22:02:21.404394039 0000105 
0 0.000869 -0.000605 -0.000357 -0.000511 T 20989 2013.06.19 22:02:21.504394039 0000105 
1 0.000511 -0.000404 -0.000238 -0.000204 T 21005 2013.06.19 22:02:21.604394039 0000105 
1 0.000615 -0.000397 -0.000459 -0.000101 T 21005 2013.06.19 22:02:21.704394039 0000105 
...

Nessun file selezionato

Procedura

  1. Passare alla scheda Elaborazione.
  2. Premere il pulsante File dati e selezionare il file-dati contenente le misure che si desidera elaborare.
  3. Premere il pulsante Elabora ed attendere il completamento dell'elaborazione. Il tempo di calcolo cresce rapidamente al crescere del numero di campioni temporali acquisiti: si veda la tabella seguente per una stima approssimativa.
  4. Numero di campioni Tempo di calcolo atteso [s]
    100 0.1
    200 0.5
    300 1
    500 5
    1000 15
    1500 30
    2000 60
    3000 120
  5. Premere il pulsante Reset se si desidera azzerare l'applicazione per procedere ad una nuova elaborazione.

Risultati

Viene mostrata una scheda con i dati riepilogativi e i risultati del calcolo e vengono prodotti due grafici. I grafici sono completamente personalizzabili e i relativi dati sono scaricabili sia in formato CSV (solo dati numerici) sia in formato JSON (dati numerici e informazioni sulla formattazione del grafico).

  1. Il primo contiene cinque serie di dati, ovvero:
    • le tre componenti cartesiane e il modulo del vettore induzione magnetica B;
    • il valore massimo del modulo della variazione di B (max|ΔB|) su una finestra mobile di 3 s.
  2. Il secondo contiene tre serie di dati, ovvero:
    • l'indice di picco ponderato riferito ai livelli di riferimento per la popolazione (Raccomandazione Europea 1999/519/CE);
      [NOTA BENE: questo indice non ha rilevanza giuridica, perché la raccomandazione in questione non fa riferimento al metodo del picco ponderato];
    • l'indice di picco ponderato riferito ai valori di azione inferiori per i lavoratori (D.Lgs.81/2008);
    • l'indice di picco ponderato riferito ai valori di azione superiori per i lavoratori (D.Lgs.81/2008).

File di esempio

I seguenti file illustrano le funzionalità dell'applicativo. Per utilizzarli, salvarli sul proprio computer e ricaricarli nella scheda Elaborazione di questa applicazione premendo il pulsante File dati.