ELECTRICITATEA ATMOSFEREI

Electricitatea atmosferei reprezinta o proprietate variabila care solicita organismului uman o reactie permanenta de adaptare dinamica la liniile invizibile de forta ce caracterizeaza campul aeroelectric natural. Acesta se exprima prin suprafete echipotentiale (planuri ce insumeaza toate punctele cu aceeasi valoare a intensitatii campului aeroelectric) a caror forma se modifica in functie de dimensiunea si natura obstacolelor situate pe suprafata terestra.

Intensitatea campului aeroelectric natural variaza in limite largi in functie de cantitatea generala de dipoli norosi si de distanta pana la cele mai apropiate fronturi noroase. Cum insa atmosfera terestra nu este un mediu omogen, repartitia inegala a dipolilor norosi determina formarea unor calote senine, corespunzatoare, de obicei, ariilor de maxima presiune atmosferica, si a unora in care densitatea dipolilor norosi variaza in functie de tipurile fronturilor atmosferice (individualizate in masele de aer ciclonale) si de natura suprafetei active.

In consecinta, cele mai reduse densitati de dipoli norosi (0,001 dipoli medii standard/km²) se intalnesc in timpul iernii australe, iar cele mai mari (0,004 dipoli medii standard/km²) - in timpul verii australe datorita maximei extensiuni a suprafetei oceanice, care intretine un activ schimb hidrologic cu aerul de deasupra sa prin procese de evaporare-condensare.

In mod normal, in calotele senine, organismul uman se afla sub influenta unui camp aeroelectric a carui intensitate este de 50-80 V/m in timpul verii si 80-120 V/m in timpul iernii. In aceasta situatie, intre varful capului si talpile picioarelor se va creea o diferenta de potential electric de 80-140 V vara si 140-200 V iarna (Fig. 15). Datele problemei se modifica insa substantial in cazul aparitiei dipolilor norosi, a caror frecventa variaza in functie de anotimp. Intensitatea campului aeroelectric pozitiv creste pana la 450 V/m la apropierea dipolilor norosi, iar apoi devine negativ, cu valori obisnuite de 1.000-10.000 V/m, atunci cand acestia se situeaza deasupra observatorului. De data aceasta, diferenta de potential dintre extremitatile organismului uman atinge valori de 700 V in fata dipolului si 1.700-17.000 V sub el (Fig. 16).

Intensitatea campului aeroelectric masurat sub dipolii norosi variaza in sens latitudinal (Tabelul 4A) si altitudinal (Tabelul 4B), in functie de frecventa nebulozitatii. Se observa ca cele mai mari valori se ating in regiunile polare (datorita intensificarii nebulozitatii de-a lungul suprafetelor frontale subpolare) si pe marile inaltimi (ca urmare a apropierii fata de sursa potentialului electric - norii).

Fig. 15. Diferenta de potential electric care se exercita asupra organismului uman in calotele senine.

Fig. 16. Diferenta de potential electric care se exercita asupra organismului uman in

momentul aparitiei unui dipol noros.

Tabelul 4. Intensitatea campului aeroelectric la nivelul solului (v/m)

A. In raport cu latitudinea

B. In raport cu altitudinea

Dat fiind faptul ca intensitatea campului aeroelectric este determinata de regimul nebulozitatii atmosferice, ea va prezenta o evolutie zilnica si anuala care va urmari indeaproape aparitia, dezvoltarea si disiparea formatiunilor noroase rezultate prin ample procese de evaporare oceanica sau continentala.

In regim diurn (Fig. 17), intensitatea campului aeroelectric se reduce simtitor in timpul noptii (orele 3-4) datorita scaderii temperaturii aerului, care determina diminuarea potentialului de evaporare. La un interval de aproximativ 3-4 ore dupa momentul de trecere la tipul radiativ de insolatie, intensitatea campului aeroelectric creste progresiv (pe masura dezvoltarii formatiunilor noroase si sedimentarii sarcinilor lor electrice) pana in jurul orei 17-19, cand se atinge maximul de volum al dipolilor norosi. In unele situatii, conditii topoclimatice specifice pot determina aparitia unui maxim secundar intre orele 8-9, insa evolutia generala ramane neschimbata.

Fig. 17. Variatia zilnica a campului aeroelectric natural.

Regimul anual al intensitatii campului aeroelectric prezinta diferentieri sensibile intre cele doua emisfere datorita distributiei neuniforme a suprafetelor oceanice si continentale.

Astfel, valorile sale maxime se ating in timpul verii australe datorita potentialului ridicat de evaporare oceanica pe care emisfera sudica il detine. In emisfera nordica (Fig. 18), intensitatea campului aeroelectric creste in lunile ianuarie-februarie, ca urmare a intensificarii activitatii frontale si scade in lunile de vara (iunie-august). Insa trebuie sa remarcam faptul ca, in cazul accentuatei activitati frontale din timpul iernii boreale, intensitatea campului aeroelectric depinde de distanta fata de axul frontului de dipoli norosi. Luand ca exemplu un dipol noros cu baza electrica negativa situata la cca. 3.000 m inaltime si centrul pozitiv cu sarcina de +2C dispus la 6.000 m fata de sol (Fig. 19), care dezvolta la nivelul solului un potential aeroelectric variabil, constatam ca influenta sa electrica maxima se face simtita numai la o distanta de aproximativ 10 km fata de varful sau, (campul inregistrand o intensitate de aproape +450 volti pe fiecare metru de inaltime), pentru ca la 6 km actiunea campului electric sa devina nula. Intr-un cerc cu diametrul de 12 km trasat sub nor se formeaza un camp electric negativ, a carui intensitate creste de la valoarea 0 in exterior, la 30.000 V/m in axul dipolului.

Fig. 18. Variatia anuala a campului aeroelectric natural.

Fig. 19. Intensitatea campului aeroelectric natural la nivelul solului sub dipolul noros mediu standard.

In cazul fronturilor dezvoltate pe sute sau mii de kilometri, formate din diverse tipuri de nori, aflate in diverse campuri de sedimentare a sarcinilor electrice, intensitatea campului aeroelectric de la nivelul solului este mai redusa, osciland intre +100 si -500 V/m, dar mai persistent in timp.

In diagrama variatiei intensitatii campului aeroelectric de la nivelul solului, constituita pe baza masuratorilor efectuate de I.N.M.H. - Bucuresti in iunie 1992. (Fig. 20), se observa cu claritate ca persistenta fronturilor noroase a determinat mentinerea indelungata (6-10 iunie) a unui camp aeroelectric cu valori negative de -80 -120 V/m.

Spre deosebire de campul aeroelectric natural, a carui intensitate variaza amplu de la 50 - 120 V/m in calotele senine la 15.000 - 30.000 V/m in timpul descarcarilor electrice generate de trecerea fronturilor de dipoli norosi, campul aeroelectric indus in apropierea liniilor electrice de inalta tensiune sau a statiilor si echipamentelor electroenergetice dobandeste un potential exceptional, cuprins intre 40.000 si 140.000 V in cazul retelelor electrice cu intensitate de 220 kV si respectiv 400 kV, care creeaza un microclimat specific ce impune solicitari fiziologice intense pe intreaga durata a programului de munca.

Fig. 20. Intensitatea campului aeroelectric sub formatii de nori (iunie 1992).

In principiu, campul aeroelectric natural sau industrial se manifesta prin linii de forta invizibile care genereaza efecte fizice reprezentate prin atragerea sau respingerea particulelor dipolare libere sau incarcate electric situate in raza lor de actiune. In conditiile in care organismul uman este un corp fizic, care inglobeaza in structura sa o suma de particule libere sau slab legate chimic, este de asteptat ca acesta sa reactioneze activ la orice modificare a potentialului electric din jurul sau.

In primul rand, organismul uman este un volum conductor care, supus unei diferente de potential electric, genereaza un camp electric intern a carui intensitate variaza in functie de distanta si puterea sursei electrogeneratoare. Intr-un studiu efectuat pe un lot de muncitori din centrul de Distributie a Energiei Electrice - RENEL Sibiu (1991) s-a constatat ca, desi intensitatea curentilor electrici indusi in organism variaza de la cateva zeci de A pana la cateva sute de A (Tabelul 5), nu s-au inregistrat perturbari functionale ale organelor se simt deoarece limita inferioara de perceptie (1,1 mA pentru barbati si 0,7 mA pentru femei) este mult mai ridicata decat intensitatea curentilor electrici interni. (Le Bars H., Andre G., 1976)

Tabelul 5. Intensitatea curentilor electrici indusi in organism de campul aeroelectric generat de liniile de transport ale energiei electrice.

* Subiectii au fost asezati pe un material izolant, legatura lor cu pamantul realizandu-se prin intermediul unui fir ecranat, ce avea intercalat un ampermetru, iar la capatul opus se termina cu electrod aplicat direct pe piele.

Epiteliul cutanat s-a dovedit a fi cea mai sensibila structura fiziologica la actiunea campului aeroelectric, pe suprafata sa inregistrandu-se exsistenta a numeroase trasee si puncte electrodermice prin care electronii din structura intima a celulelor epiteliale sunt eliberati in mediul exterior ca urmare a scaderii rezistentei electrice interne.

Tabloul efectelor fiziologice induse pe cale aeroelectrica se complica insa daca tinem cont de faptul ca organismul uman este un conductor electric neomogen, format dintr-un mediu intern "lichid", in care ponderea principala o detine apa libera, alcatuita din molecule legate prin punti de hidrogen (2 - 8 kcal/mol), in care sunt disociati ionii liberi Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^- ai elementelor figurate si celule organice care, prin legaturi ionice, covalente si coordinative (20 - 200 kcal/mol), formeaza agregate supermoleculare in care apa este legata fizic, determinind cresterea coeziunii interne a materiei si, implicit, cresterea vascozitatii celulare. Iar cum permeabilitatea electrica depinde de gradul de vascozitate al substantei expuse unui potential electric, rezulta ca "lichidul" circulant al organismului va fi sensibil mai permeabil decat celulele organice la actiunea campului electric. Presiunea exercitata de fortele de flux ale campului aeroelectric exterior va determina, asadar, slabirea legaturilor chimice ale protonilor de H+ si ionilor mici de Na+, K+, Ca2+ proveniti din dizolvarea sarurilor minerale si intensificarea mobilitatii lor.

Astfel, campurile electrice cu intensitati mai mici de 10 kV accelereaza viteza de miscare a acestor ioni, intensificand ritmul reactiilor electrochimice la care acestia participa, dar cele cu intensitati mai mari de 10 - 100 kV pot determina dizlocarea ionilor din contextul lor electrochimic (efectul Wien provocand adevarate traume fiziologice prin cresterea anormala a potentialului electric transmembranal al tuturor celulelor). In aceste conditii, se reduce permeabilitatea celulara pentru substantele nutritive primare, ceea ce atrage dupa sine diminuarea eficientei principalului proces de producere a energiei (fosforilarea oxidativa). In consecinta, personalul de exploatare al statiilor de transformare si distributie a energiei electrice acuza frecvent o stare de slabiciune generala si somnolenta, ceea ce arata ca sistemul nervos resimte imediat orice tendinta de crestere a potentialului electric transmembranal. Aceste reactii se datoreaza, in principal, inrautatirii conditiilor de travaliu a neuronilor motori care determina cresterea perioadei latente a reflexelor si vitezei de reactie la stimulii exteriori.

Un studiu efectuat pe un grup de 25 muncitori (21 barbati si 4 femei) dintr-o statie electrica de intretinere a retelelor de 400-500 kV, ce depun o activitate zilnica timp de 4 ore intr-un camp electric a carui intensitate variaza intre 2-26 kV releva: aparitia tulburarilor nerologice motoare dupa cca. 3 ore de expunere, instalarea unei stari de slabiciune generala, somnolenta si cefalee suparatoare in cazul amplificarii potentialului electric, scaderea memoriei spre sfarsitul perioadei de munca. Toate aceste manifestari au disparut imediat dupa parasirea zonei afectate sau, in cel mai rau caz, dupa odihna. Trebuie sa remarcam ca asemenea simptome por aparea si in cazul expunerii intr-un camp aeroelectric natural cu valori cuprinse intre 2 si 26 kV/m, al carui efect specific se conjuga cu cel hipotonic datorat excesului de ioni negativi care predomina sub dipolii norosi. Din aceasta deducem ca, in natura, actiunea campului aeroelectric se combina sinergic cu cea datorata capacitatii reduse de oxidare a aerului, determinand inrautatirea conditiilor de travaliu ale intregului organism. In cazul unui experiment efectuat pe un grup de sportivi in varsta de 25-35 de ani, supusi unei probe de efort pe un ergograf, cu sarcina de 15-18 kg, actionat intr-un ritm de 31 miscari/minut, intr-un camp electric cu intensitate de 16 kV, miscarile devin din ce in ce mai putin economice, capacitatea de efort scade vizibil, iar stereotipul dinamic se realizeaza tot mai greoi.

In paralel, s-a inregistrat si tendinta de reducere a tensiunii arteriale ( de la 112,1 9,65 la 106,2 8,88 in cazul expunerii unui camp electric cu potential -/+ si de la 118,41 7,68 la 112,08 8,16 intr-un camp cu sensul +/-) a pulsului (de la 70,2 9,16 la 64,0 9,71 in primul caz, si de la 80,66 8,28 la 77,33 10,13 in al doilea caz) si reducerea ritmului respirator si al amplitudinii respiratiei. In plus, din declaratiile unor muncitori de la statiile electrice de transformare, se constata ca expunerea indelungata (> 8 - 10 luni) intr-un camp electric intens determina diminuarea potentei sexuale.

In aceste conditii se impune adoptarea unui comportament preventiv care, prin diminuarea duratei maxim admisibile de expunere sau folosirea unui echipament electroizolant de protectie, sa permita mentinerea sistemelor de integrare fiziologica in limite normale de functionare.