Campi Elettromagnetici in Alta Frequenza Sorgenti, Misure, Effetti, Normativa.

Campi Elettromagnetici inAlta Frequenza

Sorgenti, Misure, Effetti, Normativa

Istituto Tecnico Industriale "R.Reggio" - Isola del Liri (FR) Prof. Ing. Antonello Pasquarelli

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Campi elettromagnetici ad alta frequenza

I campi elettromagnetici non ionizzanti (sorgenti NIR) hanno una banda compresa tra 300 kHz e 300 GHz

L’agente inquinante (campo elettrico e/o magnetico) decresce rapidamente allontanandosi dalla sorgente

L’azione inquinante si esercita nell’ambiente solo quando la sorgente è accesa.

Allo stato attuale si può affermare che non esiste un inquinamento su vasta scala territoriale, ma le zone inquinate sono limitate alle vicinanze della sorgente


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Principali sorgenti

Banda Limiti di frequenza Principali sorgenti

MF da 300kHz a 3MHz Radio AM; riscaldatori ad induzionemagnetica

HF da 3MHz a 30MHz Radiocomunicazioni internazionali;riscaldatori a perdite dielettriche;marconiterapia

VHF da 30MHz a 300MHz Radio FM; televisione

UHF da 300MHz a 3GHz Televisione; telefonia cellulare; fornia microonde; radar per il controllodel traffico aereo; radarterapia

SHF da 3GHz a 30GHz Sistemi di controllo a microonde;radar, collegamenti da satellite

EHF da 30GHz a 300GHz Radar; applicazioni scientifiche


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ApplicazioniMacchine industriali

Macchine per trattamenti termici– trasformano l’energia elettromagnetica in calore– sono utilizzate in processi che richiedono un riscaldamento

rapido con cicli controllabili

In base all’azione fisica predominante si classificano in tre categorie:– riscaldatori a perdite dielettriche– riscaldatori a induzione magnetica– riscaldatori a microonde

Sono progettate per erogare potenza in bande di frequenza assegnate da convenzioni internazionali


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Sono impiegati per il trattamento di materiali dielettrici (legno, materie plastiche, fibre vegetali, ecc.)

Sono progettati per creare forti campi elettrici (decine di kV/m). Sono costituiti da un generatore a radiofrequenza e da un applicatore a condensatore

L’applicatore è formato da due superfici metalliche affacciate (condensatore) al cui interno è sistemato il materiale da trattare termicamente

La potenza del generatore va dalle centinaia di W alle decine di kW

Riscaldatori a perdite dielettriche


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Riscaldatori a induzione magnetica

Sono impiegati nell’industria siderurgica (tempera superficiale, ricottura e riscaldamento di metalli, saldatura di tubi), nell’industria elettronica (raffinamento di semiconduttori, produzione di fibre ottiche), nell’oreficeria (fusione di metalli preziosi)

Sono progettati per creare forti campi magnetici. Sono costituiti da un generatore a radiofrequenza e da un applicatore a bobina

Le potenze impiegate vanno dalle centinaia di kW alle migliaia di kW


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Riscaldatori a microonde

Si dividono in due classi:– per usi domestici– per usi industriali

Gli apparati industriali sono progettati per la precottura, il riscaldamento, l’essiccamento e la sterilizzazione di grosse quantità di materiale

Gli apparati industriali impiagano potenze di alcune decine di kW


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Apparati per telecomunicazioni

Sono progettati per irradiare nello spazio onde elettromagnetiche che trasferiscono informazione ai sistemi riceventi

Sono di due tipi:– direttivi (ponti radio, comunicazioni spaziali)– a diffusione (radio, televisione)


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Sistemi radiomobili

La potenza irradiata dalle stazioni radio base è al massimo di alcune centinaia di W

Valori confrontabili con gli standard di sicurezza si raggiungono a poche decine di metri dall’antenna


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Altre applicazioni

Radar– a impulsi (elevata potenza di picco - fino a 2MW)– doppler (potenze dell’ordine dei kW)

Radioaiuti alla navigazione

Applicazioni biomedicali– Risonanza magnetica nucleare (10 ÷ 70 MHz)– Termografia a microonde (0.5 ÷ 2.5 GHz)– Marconiterapia– Radarterapia– Terapia ipertermica


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Dispositivi elettronici

Esempi di dispositivi elettronici in grado di emettere campi elettromagnetici apprezzabili:– telefoni cellulari– telefoni cordless domestici e cittadini (DECT)– babyphone– walkie-talkie– apparecchi per radioamatori– forni a microonde– sistemi di controllo a microonde– videoterminali– varchi magnetici


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Il campo elettromagnetico emesso da un’antenna non è uniforme in tutte le direzioni

Valutazione del campo elettromagnetico

Lobo orizzontale Lobo verticale


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Tipologie di installazione: esempi

Stazione radio base Antenna per radioamatore


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Stazione radio base Ponte radio


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Tipiche antenne per telecomunicazioni


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Contenimento dell’impatto ambientale

Stazioni radi base camuffate da pino


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Strumenti di misura

Struttura degli apparati di misura– a rivelazione diretta– ad accoppiamento a radiofrequenza

Ogni apparato di misura è formato da 3 sottosistemi:– sensore– linea di collegamento– apparato di misura e visualizzazione

Sono possibili due strategie di misura:– a banda larga– a banda stretta


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Tipologie di sensori

Sensori per campo elettrico– sensori a condensatore– sensori a dipolo o monopolo corto

Sensori per campo magnetico– sensori ad accoppiamento induttivo

Antenne– dipolo a mezz’onda– antenne biconiche– antenne logaritmiche


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Modalità di esecuzione delle misure Misure spaziali a 1.1 e a 1.9 m da terra. Se la

differenza è > del 25% del valore più elevato, si misura anche a 0.5 m. Poi si calcola la media.

Ogni misura è il risultato della media temporale su 6 minuti.

Gli impianti devono rispecchiare la massima potenzialità (effettiva o calcolata)

Gli strumenti devono avere:– Isotropicità =<1 dB– Incertezza =< 2 dB

Gli strumenti devono essere tarati secondo le norme ISO 9000 o SIT


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Pianificazione di una campagna di misure (1)

Valutazione preliminare– Acquisizione delle informazioni relative al sito– Acquisizione delle informazioni relative alle sorgenti

(frequenza, potenza, tipo di antenne, cicli di servizio)

Scelta della strumentazione e verifica del suo regolare funzionamento

Scelta delle postazioni di misura per:– delimitare l’area intorno alla sorgente in cui i valori sono

superiori ai limiti di sicurezza– accertare il livello di esposizione in cui è probabile la

permanenza delle persone


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Pianificazione di una campagna di misure (2)

Esecuzione delle misure

Nuova verifica del regolare funzionamento della strumentazione

Analisi critica e valutazione dei risultati


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Effetti biologici

L’esposizione a campi elettromagnetici comporta l’innalzamento della temperatura dei tessuti biologici (effetto termico)

Gli effetti non termici dei campi elettromagnetici ad alta frequenza non sono ancora ben conosciuti

Effetti non termici osservati:– alterazione degli enzimi della membrana cellulare– alterazione della crescita cellulare– alterazione del DNA e dei meccanismi di riparazione– induzione di neoplasie


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Effetti sulla salute umana

Effetti acuti– effetto termico, particolarmente accentuato alle alte

frequenze a causa dell’acqua presente nei tessuti– effetti cardiaci su persone con disturbi cardiaci e pacemaker

Effetti cronici o di lungo periodo– effetto sul sistema nervoso (condizione di stress)– effetti sul comportamento (comportamenti motori insoliti,

irrequietezza)– aumento delle frequenza cardiaca e della pressione ematica– elettrosensibilità (alterazioni cutanee, segnalate in

particolare per operatori a videoterminale)


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Limiti di esposizione del D.M. 381

Frequenza Campo Elet.(V/m)

Campo Magn.(A/m)

Densità dipotenza (W/m²)

0.1 - 3 MHz 60 0.2 -

>3 - 3000 MHz 20 0.05 1

>3 - 300GHz 40 0.1 4

Per aree con permanenza di persone superiore a 4 ore:E = 6 V/mH = 0.016 A/mD = 0.1 W/m²

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