ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE “G. Ciampini”-Via Verdi, 44 Novi Ligure AL

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PROBLEMATICHE RELATIVE ALL’INTERAZIONE DELLE ONDE

ELETTROMAGNETICHE COI SISTEMI BIOLOGICI

Lavoro multimediale sviluppato dalle classi:

ITIS “Elettronica e Telecomunicazioni”

Quarta B: Anzalotta Gabriele, Belforte Mattia,Biffano Roberto, Bubela Illya, Cherchi Rossana, Chiesa Alessandro, Delbarba Paolo, Derossi Mattia, Di Costanzo Alessio, Gullo Damiano, Oliveros Castro Andres Fernando, Reyes Chavez Jean Pierre, Rivolta Alessio, Saia Valter, Timus Robert, Villacres Wilmer, Zuccotti Manuel.

Coordinate dai docenti: Bianchi Luciano, Bruno Mauro, Cavanna Andrea.

Liceo Scientifico Biologico (P. Brocca) I.T.I.

Quarta D: Monticelli Vittorio, Repetto Ilaria, Zanin Andrea.

Quarta E: Zanchetta Annalisa, Borsottio Francesco, Massa Lorenzo.

Quarta F: Carlini Enrico, Daga Matteo, Tantillo Aldo

Coordinate dai docenti: Fasciolo Mirella, Malfatto Federica, Scarsi Mario.

SOMMARIO

1 INTRODUZIONE........................................................................................ 4

1.1 CAMPI ELETTROMAGNETICI AMBIENTALI............................... 4

2 CARATTERIZZAZIONE E TIPOLOGIA DI ONDE ................................ 7

2.1 ONDA SUPERFICIALE..................................................................... 10

2.2 ONDA DIRETTA: .............................................................................. 10

2.3 ONDA RIFLESSA:............................................................................. 11

2.4 ONDA IONOSFERICA:..................................................................... 12

3 PROPAGAZIONE DELLE ONDE ELETTOMAGNETICHE ................ 13

3.1 EFFETTO JOULE............................................................................... 14

3.2 POLARIZZAZIONE RITARDATA .................................................. 14

4 EFFETTI BIOLOGICI DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE ....... 15

4.1 BREVE INTRODUZIONE AGLI EFFETTI BIOLOGICI................ 15

4.2 TIPOLOGIE DI EFFETTI DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE 16

4.3 I CAMPI ELETTRICI STATICI: ....................................................... 20

4.4 LA TELEFONIA MOBILE: ............................................................... 20

4.5 GLI ALIMENTI IRRADIATI: ........................................................... 21

4.6 LA RADIOTERAPIA:........................................................................ 21

4.7 USI TERAPEUTICI DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE .... 23

5 INCONTRO CONFERENZA CON LA RESPONSABILE PROVINCIALE ARPA INQUINAMENTO ELETTROMAGNETICO ................... 27

6 RIFERIMENTI NORMATIVI................................................................... 28

6.1 NORMATIVA INTERNAZIONALE ................................................ 28

6.2 NORMATIVA EUROPEA................................................................. 30

6.3 NORMATIVA ITALIANA NAZIONALE........................................ 31

6.4 NORMATIVA ITALIANA (LEGGE QUADRO) ............................. 33

6.5 DIRETTIVA EUROPEA 2004/40/CE E DECRETO LEGISLATIVO 2007 36

7 PROTOCOLLO OPERATIVO DI RILEVAZIONI DI CAMPO ELETTROMAGNETICO ........................................................................................... 40

8 MISURE..................................................................................................... 41

8.1 MISURE DI CAMPO IN BANDA LARGA...................................... 41

8.2 MISURE DI CAMPO IN BANDA STRETTA (ANALISI DI SPETTRO) 42

8.3 DESCRIZIONE DELLO STRUMENTO........................................... 42

8.4 SPECIFICHE DELLO STRUMENTO............................................... 42

8.5 DISPLAY LCD ................................................................................... 43

8.6 SPECIFICHE GENERALI ................................................................. 44

8.7 SPECIFICHE DELLA SONDA ......................................................... 45

8.8 ISTRUZIONI OPERATIVE ............................................................... 46

8.9 TRASFERIMENTO DATI ................................................................. 47

8.10 MISURE DI CAMPI ELETTROMAGNETICI .............................. 47

9 MISURE EFFETTUATE........................................................................... 50

10 CONCLUSIONI ..................................................................................... 55

1 INTRODUZIONE

1.1 CAMPI ELETTROMAGNETICI AMBIENTALI

La specie umana si è evoluta per millenni in presenza di campi magnetici di origine naturale.

In particolare, due campi sono onnipresenti sulla terra.

Il primo è quello dovuto alla radiazione proveniente dal sole: questa radiazione si ritiene essere praticamente invariata almeno da un miliardo di anni, a parte fluttuazioni, di periodo relativamente breve e di tipo sostanzialmente ciclico, nell’attività.

Inoltre, la radiazione che arriva effettivamente all’ecosfera1, può a volte subire variazioni, dovute essenzialmente all’effetto schermante di ceneri vulcaniche.

Prima di introdurre la considerazione sui campi elettromagnetici del sole è bene dare le definizioni di campo elettrico e magnetico.

I campi elettrici sono creati da differenze di potenziale elettrico: più alta è la tensione, più intenso è il campo elettrico.

I campi magnetici derivano dal moto delle cariche elettriche.

1 In ecologia si definisce biosfera (o ecosfera) l'insieme delle zone del pianeta Terra in cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo della vita.

Sorgenti di campo elettromagnetico artificiale (foto scattata dagli alunni della classe 4B in escursione sul monte Giarolo).

L’intensità del campo magnetico si misura in ampère al metro (A/m); in genere, nella ricerca sui campi elettromagnetici, gli scienziati usano invece un’altra grandezza a questa legata, l’induzione magnetica (misurata in tesla, T, o nei suoi sottomultipli come il microtesla, µT). Più alta è la corrente, maggiore è l’intensità del campo magnetico.

Il Sole emette una radiazione praticamente identica a quella di un corpo nero a circa 6000ºK, che raggiunge il valore massimo alla lunghezza d’onda di circa 500 nanometri. L’intensità di questo campo è notevole: su un metro quadro posto perpendicolarmente ai raggi solari, la potenza incidente è di circa 1390 Watt. Ciò corrisponde a un valore efficace di campo elettrico di circa 700 V/m e a un campo magnetico efficace di circa 1.8 A/m.

Un altro campo costantemente presente è quello originato dalla terra stessa, detto campo magnetico terrestre, o anche campo geomagnetico. Si tratta di un campo essenzialmente statico, con intensità dell’ordine di 30-60 microtesla come induzione (25-50A/m) a seconda della località. L’origine di questo campo non è del tutto chiara; sembra dovuto a correnti elettriche di convenzione all’interno del pianeta. Esso ha piccole fluttuazione lente, legate all’attività solare. Inoltre si sa, attraverso lo studio di rocce magnetiche molto antiche, che in epoche geologiche remote tale campo ha avuto grandi sconvolgimenti: l’attuale polo magnetico nord si trova in Canada, quello sud si trova in Antartide.

In passato ci furono situazioni differenti di cui rimane la traccia magnetica, appunto, nei minerali costituenti certe rocce.

Altri campi naturali sono quelli associati ai fulmini e, più in generale, alla ionizzazione dell’atmosfera.

La specie umana è assuefatta ovviamente a tutti questi campi ed essi non sono dannosi se non incidentalmente: per esempio nel caso di folgorazione da fulmini, meteoropatie associate all’elettricità atmosferica, danni derivanti da troppa esposizione al sole.

Dall’Ottocento, però c’è stato un enorme sviluppo di campi di origine artificiale, per qualche decennio ci sono stati gli insignificanti campi associati al telegrafo elettrico , ma poi, a partire dal 1880, ci fu una vera “esplosione” dell’elettromagnetismo industriale: dapprima in corrente continua subito dopo con le correnti alternate mono e polifase a bassa frequenza. Tutto ciò a causa della produzione della distribuzione e della utilizzazione dell’energia elettrica.

Traliccio con antenne di vario tipo.

Inoltre dall’invenzione della radio (1895), a questi campi a bassa frequenza si è aggiunto il contributo dell’alta frequenza legato soprattutto al trasporto via etere delle informazioni.

All’inizio non vi fu una particolare preoccupazione per gli effetti che questi campi potessero avere sull’uomo, ma, a partire dalla fine degli anni ‘70, questa convinzione è venuta meno. Infatti, grazie a studi sempre più approfonditi e ad apparecchiature sempre più sofisticate che permettevano di studiare più dettagliatamente il problema, vennero condotte ricerche sulle possibili correlazioni tra l’esposizione ai campi elettromagnetici e l’insorgere di tumori e altre alterazioni biologiche.

In tal modo l’opinione pubblica è stata sensibilizzata sulle conseguenze che i campi elettromagnetici potrebbero avere sulla persona in caso di prolungate esposizioni.

Al giorno d’oggi i telefoni mobili stanno diventando rapidamente parte integrante delle moderne telecomunicazioni. Dato l’immenso numero di utenti di telefonia cellulare eventuali effetti sanitari anche minimi potrebbero avere importanti implicazioni per la salute pubblica. Proprio per questo negli ultimi anni sono stati molto frequenti gli articoli pseudoscientifici, apparsi su prestigiosi quotidiani nazionali, che, con toni spesso allarmistici, davano già per scontata la correlazione tra l’uso del telefono cellulare e l’insorgenza di gravi patologie nell’uomo.

Per tentare di stabilire, per quanto possibile, il grado di veridicità ed attendibilità delle preoccupanti affermazioni giornalistiche in materia, si può condurre un’indagine sugli studi e i rapporti scientifici, recenti ed accreditati, relativi agli eventuali rischi biologici derivanti dall’esposizione umana alle onde elettromagnetiche in radiofrequenza.

Prima di inoltrarci in una discussione tecnico scientifica del problema, è indispensabile chiarire brevemente alcuni concetti fondamentali di fisica e medica.

In generale quando un organismo vivente, sia esso animale o vegetale, viene a contatto con un preciso agente esterno, di natura fisica o chimica, subisce comunemente una corruzione del suo equilibrio funzionale. A seconda della natura, dell’intensità e della durata dell’agente perturbante , un’alterazione dell’equilibrio dell’organismo può essere concentrata o meno da meccanismi di adattamento e compensazione insiti nell’organismo stesso.

In caso di totale compensazione l’effetto prodotto dall’agente esterno sull’equilibrio dell’organismo interessato prende il nome di effetto “biologico”.

In caso di mancata compensazione e di conseguente insorgenza di squilibri permanenti si parla di “danno biologico”.

2 CARATTERIZZAZIONE E TIPOLOGIA DI ONDE Le onde elettromagnetiche, ipotizzate teoricamente da James Clerk Maxwell

nel 1864, sperimentate in laboratorio da Hertz e utilizzate nella Radio da Marconi nel 1895, sono costituite da oscillazioni, del campo elettrico e del campo magnetico, che si propagano nel vuoto alla velocità di c = 300.000 Km/sec.

Se utilizziamo un piano cartesiano indicando con le x la direzione di propagazione e in verde e in blu il campo elettrico e il campo magnetico si ottiene il seguente andamento grafico:

Le onde elettromagnetiche sono classificabili a seconda delle loro

caratteristiche e del loro impiego nei vari campi della tecnica, in base alla lunghezza d’onda od anche alla frequenza, in quanto queste grandezze sono legate fra loro dalla seguente espressione:

c = λ·f

dove:

� c = 3·108 velocità della luce nel vuoto (metri/sec) � λ = lunghezza d’onda (metri) � f = frequenza (Hertz = sec-1)

La frequenza è una grandezza che concerne fenomeni periodici o processi ripetitivi. In fisica la frequenza di un fenomeno che presenta un andamento costituito da eventi che nel tempo si ripetono identici o quasi identici, viene data dal numero degli eventi che vengono ripetuti in una data unità di tempo.Si può calcolare tramite la formula seguente:

f = 1/T

dove T esprime il periodo.

Il risultato è dato nell’unità di misura chiamata Hertz (Hz), dal fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz, dove 1 Hz caratterizza un evento che occorre una volta in un secondo.

Qualunque tipo di onda, ad esempio quella sonora, quella elastica di una molla, o quella generata da una pietra che cade in uno stagno, od anche l’onda sismica di un terremoto, è sempre costituita dall’alternanza di due tipi diversi di energia, che nel caso dell’onda elettromagnetica sono quella elettrica e quella magnetica, come indicato nella figura di cui sopra.

Le onde possono essere, in generale, però di due tipi diversi: longitudinali o trasversali a seconda che l’oscillazione avvenga nella stessa direzione della propagazione o in una direzione ad essa perpendicolare.

Le onde sonore, ad esempio sono longitudinali, quelle elettromagnetiche sono trasversali, quelle sismiche sono dei due tipi: quelle primarie, dette così perché arrivano prima, sono longitudinali, quelle secondarie, trasversali.

Le oscillazioni del campo elettrico e di quello magnetico avvengono dunque perpendicolarmente alla direzione di propagazione, e i due campi sono inoltre ortogonali tra loro, come indicato nella figura di sopra.

Di solito le onde vengono suddivise in 4 diversi gruppi:

∼ frequenze molto basse(VLF o very low frequency), 3-30KHz

∼ frequenze basse (LF o low frequency ), 30-300kHz

∼ frequenze medie (MF o medium frequency), 300KHz-3MHz

∼ frequenze alte (HF o high frequency),3-30MHz

∼ frequenze molto alte (UHF o ultra high frequency), sopra 30MHz

La riflessione è il fenomeno, governato dalla legge della riflessione, per cui un’onda elettromagnetica che colpisce una superficie di separazione tra due mezzi, in parte prosegue il suo percorso deviandolo al di là della superficie, mentre in parte torna nella direzione da cui proveniva.

In particolare, secondo la nota legge della riflessione, detto θi l’angolo di incidenza del raggio luminoso e detto θr l’angolo formato dal raggio riflesso con la normale

alla superficie, si ha che

.

Se invece si chiama θt l’angolo formato dal raggio rifratto con la normale alla superficie, secondo la legge di Snell, detti n1 e n2 gli indici di rifrazione dei mezzi, si ha che:

.

La rifrazione è la deviazione subita da un’onda che ha luogo quando questa passa da un mezzo fisico ad un altro nel quale cambia la velocità di propagazione. Comunemente il fenomeno si osserva quando l’onda passa da un mezzo ad un altro. La rifrazione della luce è l’esempio più comunemente osservato, ma ogni tipo di onda può essere rifratta, per esempio quando onde sonore passano da un mezzo ad un altro o quando le onde dell’acqua si spostano a zone con diversa profondità.

La diffrazione è un fenomeno fisico associato alla propagazione delle onde, come la riflessione, la rifrazione, la diffusione o l’interferenza. È tipica di ogni genere di onda, come il suono, le onde sulla superficie dell’acqua, le onde elettromagnetiche, la luce o le onde radio; la diffrazione si verifica anche nelle particolari situazioni in cui la materia mostra proprietà ondulatorie, in accordo con la dualità onda-particella.

Diffrazione di un raggio laser attraverso una fenditura di forma quadrata

Fenomeni di diffrazione possono essere osservati quotidianamente, in particolare quelli che interessano la luce: per esempio, le tracce incise sulla superficie di un CD o di un DVD agiscono come un reticolo di diffrazione, creando il familiare effetto arcobaleno. Anche i piccoli ologrammi delle carte di credito si basano su questo fenomeno.

I principali modi con cui l’onda irradiata dal trasmettitore può giungere al ricevitore sono:

∼ onda superficiale;

∼ onda diretta;

∼ onda riflessa;

∼ onda ionosferica.

2.1 ONDA SUPERFICIALE

Essa ha importanza soprattutto nel campo delle onde medie o lunghe. Infatti, se nella banda VLF le onde si propagano in superficie senza apprezzabile attenuazione per migliaia di chilometri, al crescere della frequenza aumentano le perdite causate dal terreno e la propagazione è possibile solo per distanze progressivamente inferiori. Poiché la superficie del mare le attenua poco, vengono usate di preferenza per le comunicazioni nautiche ed anche con sommergibili. Si possono, così, coprire distanze di circa 1000 chilometri. Per le loro caratteristiche, erano usate per il sistema dei radiofari LORAN ora superato dal GPS.

2.2 ONDA DIRETTA:

L’onda diretta è quella che viaggia direttamente dal trasmettitore al ricevitore, per cui questi devono essere visibili l’un l’altro (in portata ottica). Questo tipo di propagazione viene usato per le microonde delle gamme VHF, UHF, SHF, EHF. In realtà la traiettoria dell’onda non è esattamente una retta, ma segue quasi la curvatura terrestre determinando degli ampi archi di cerchio a seguito della rifrazione determinata dalla diversa densità degli strati dell’atmosfera al crescere della quota. Pertanto è possibile, di fatto, trasmettere al di là dell’orizzonte ottico, e si può calcolare la distanza massima alla quale possono essere poste due antenne che vogliono sfruttare questo tipo di propagazione, con la formula approssimata:

RICTR h4h4D ++++====

Dove:

∼ D è la distanza in Km fra le due antenne;

∼ hTR è l’altezza in metri della antenna trasmittente;

∼ hRIC è l’altezza in metri dell’antenna ricevente.

Inutile dire che norme prudenziali, legate alla stabilità e sicurezza del funzionamento, suggeriscono di restare alquanto all’interno di questa distanza massima teorica di trasmissione. Da questa formula si può anche, inversamente, calcolare l’altezza minima che devono avere due antenne per essere in collegamento, ad una data distanza, con questo tipo di propagazione. La propagazione è molto simile a quella che si ha nello spazio libero, però la presenza dell’ atmosfera modifica le caratteristiche della propagazione. L’onda diretta è il principale modo di propagazione per frequenze al di sopra della banda HF.

2.3 ONDA RIFLESSA:

Due antenne sono collegate, di fatto, oltre che dall’onda diretta, anche da quella che viene riflessa dal suolo, che, di norma intensifica l’onda diretta, talora, invece può creare problemi in quanto, nel riflettersi sulla superficie, il campo elettrico si inverte, ed inoltre, facendo più strada di quella diretta, arriva in ritardo, determinando interferenza o fading, come si vede schematicamente dal disegno seguente.

In taluni casi è invece indispensabile, come ad esempio, nel funzionamento degli altimetri radaristici degli aerei, dei missili che devono volare a precise quote per non farsi intercettare, nel rilievo della forma della superficie terrestre effettuato dai satelliti artificiali, o, per quelle antenne che utilizzano l’effetto immagine della superficie terrestre, per aumentare il proprio guadagno.

Nell’altimetro radaristico, l’aereo emette un’onda radar che colpisce la superficie terrestre e, in base al tempo impiegato nel percorso andata-ritorno, si calcola la quota.

2.4 ONDA IONOSFERICA:

La ionosfera svolge un ruolo importante in alcune applicazioni radio; un’onda a radiofrequenza incidente su uno strato ionizzato può essere totalmente riflessa sotto opportune condizioni, al contrario di quanto accade nell’atmosfera non ionizzata (il cui indice di rifrazione presenta variazioni generalmente troppo piccole per produrre la riflessione totale di un’onda).

Di conseguenza, è possibile utilizzare un modello di propagazione basato su riflessioni multiple fra la superficie terrestre e la ionosfera. Questo tipo di propagazione è abbastanza efficiente per frequenze inferiori ai 30MHz, le cosiddette onde corte, tipicamente utilizzate dalle trasmissioni radioamatoriali. L’onda ionosferica si verifica quando il percorso tra trasmettitore e ricevitore interessa la ionosfera dalla quale è riflessa l’onda incidente. La propagazione per onda ionosferica è importante in quanto permette comunicazioni su grandi distanze nella banda HF.

3 PROPAGAZIONE DELLE ONDE ELETTOMAGNETICHE

La propagazione di un’onda elettromagnetica può essere vista come un

trasferimento di energia tra due punti detti trasmettitore e ricevitore. L’onda può propagarsi in due circostanze totalmente diverse:

∼ attraverso il vuoto;

∼ attraverso mezzi materiali.

Nel vuoto interplanetario o intergalattico, quindi lontano dall’atmosfera terrestre, da corpi materiali e da ostacoli, il mezzo è isotropo ed omogeneo, quindi il comportamento delle onde elettromagnetiche è assolutamente indipendente dalla frequenza e quindi dalla lunghezza d’onda. La velocità di propagazione è costante e indipendente dalla velocità della sorgente, dalla direzione di propagazione, e dalla velocità dell’osservatore, in questo ambiente astrale, le onde elettromagnetiche si muovono tutte e sempre in linea retta e si propagano tutte alla stessa velocità:

c = 3·108 m/sec

La propagazione nei mezzi materiali è un fenomeno più complesso, innanzitutto la velocità è diversa rispetto a quella nel vuoto a seconda delle proprietà del mezzo e dalla frequenza dell’onda. E’ possibile dimostrare che un’onda si attenua quando si propaga in un conduttore a causa di due fenomeni fisici:

∼ effetto joule;

∼ polarizzazione ritardata.

La lunghezza d’onda (lambda) si misura in metri ed è la velocità dell’onda elettromagnetica fratto la sua frequenza.

I campi elettrici e magnetici sono generati dalla corrente che scorre nel conduttore, il campo magnetico si misura in Tesla e il campo elettrico in Coulomb.

3.1 EFFETTO JOULE

Nell’effetto joule l’onda elettromagnetica, propagandosi trasporta energia sia di tipo elettrico che magnetico, nel caso di un conduttore al campo elettrico dell’onda corrisponde anche una corrente che scorre nel corpo del conduttore. In questo modo ogni particella del corpo si comporta come un resistore dissipando calore e di conseguenza anche la potenza dell’onda.

Per esempio, dopo opportuni calcoli, si nota, che nel corpo umano un’onda di frequenza 1GHz (tipica della telefonia mobile) penetra 1,58 cm all’interno del corpo umano.

3.2 POLARIZZAZIONE RITARDATA

La polarizzazione ritardata è tipica delle alte frequenze ed avviene soprattutto nelle soluzioni liquide e quindi anche nel corpo umano essendo composto prevalentemente da acqua, in questo caso l’attenuazione è dovuta ad un meccanismo diverso dall’effetto joule.

Aumentando la frequenza di oscillazione del campo elettrico, i dipoli che costituiscono il liquido non riescono ad allinearsi abbastanza velocemente, ostacolandosi negli spostamenti e provocando surriscaldamento termico.

4 EFFETTI BIOLOGICI DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

4.1 BREVE INTRODUZIONE AGLI EFFETTI BIOLOGICI

Nelle moderne società tecnologiche tutti gli individui sono esposti con continuità, giorno dopo giorno, ad un ampio spettro di Radiazioni Elettromagnetiche Non Ionizzanti (NIR, acronimo di Non Ionizing Radiation) di frequenza e intensità variabile. Fatta eccezione per la regione spettrale corrispondente alla luce visibile rilevata dall’occhio umano, la presenza delle NIR non è di norma percepita dall’uomo, perché:

∼ il nostro corpo non è provvisto di recettori o organi di senso specifici per le Radiofrequenze (RF) e le Microonde (MO);

∼ solitamente nell’ambiente l’intensità delle Radiofrequenze e/o delle Microonde è inferiore ai valori corrispondenti alla soglia di stimolazione delle strutture elettricamente eccitabili del corpo umano (tessuto nervoso e muscolare) o a quelli corrispondenti alla soglia di percezione del calore indotto dalla radiazione.

Le onde ionizzanti (IR) hanno energia tale da allontanare gli elettroni dal nucleo atomico e produrre ioni. Sono caratterizzate da una lunghezza d’onda (λ) molto bassa capace di colpire i nuclei delle cellule provocando effetti genotossici.

L’aumento del livello di Campo Elettromagnetico presente nell’ambiente, dovuto alla crescente diffusione di apparati e tecnologie a Radiofrequenze e a Microonde è tale da far pensare ad una nuova possibile forma di inquinamento “moderno”: l’Inquinamento Elettromagnetico (Elettro-Smog).

variazione di livello di campo elettromagnetico, in un’area urbana, negli anni

La Figura illustra la variazione che il livello di campo elettromagnetico, presente in un’area urbana, ha subito negli anni. Il livello di inquinamento è espresso su basi statistiche in funzione dell’intensità del campo elettrico rivelato nell’arco degli anni, ed è proporzionale al prodotto dei seguenti fattori: (1) potenza media degli apparati radianti, (2) numero degli apparati e (3) densità della popolazione.

Siccome tutti e tre questi fattori stanno crescendo nel tempo e le previsioni dicono che continueranno a farlo in modo esponenziale, si deduce che con questa tendenza, nei prossimi anni l’inquinamento elettromagnetico salirà vertiginosamente. E’ sorta allora la necessità di identificare chiaramente i possibili effetti che un tale inquinamento può produrre sui corpi biologici, ed eventualmente individuare un insieme di norme di sicurezza per la protezione delle persone fisiche negli ambienti frequentati quotidianamente.

4.2 TIPOLOGIE DI EFFETTI DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

Gli effetti principali delle onde elettromagnetiche sugli organismi possono essere innanzitutto catalogati in base ad alcune tipologie “macroscopiche di effetto sulla materia”.

Tali effetti si distinguono in:

∼ termici a breve termine

∼ non termici o cronici

L’effetto biologico, in generale, è qualsiasi modificazione reversibile o irreversibile della struttura (variazione morfologica) o del funzionamento, ad esempio nell’equilibrio, nell’omeostasi , o nella capacità di autoregolazione, di un sistema vivente; quando queste variazioni determinano un qualsiasi tipo di patologia si ha l’effetto sanitario o il danno per la salute.

∼ Effetti termici o a breve termine: sono quelli dovuti all’aumento di temperatura provocato dalle onde elettromagnetiche. A seconda della frequenza delle onde e dell’intensità, un determinato organo può subire effetti più o meno importanti. Anche la distribuzione temporale dell’irradiazione può influire notevolmente sugli effetti. Un’ impulso isolato di grande energia può avere effetti diversi da un’irradiazione costante di intensità inferiore. Si può dire che gli effetti termici avvengono per esposizione ad alte dosi per pochi istanti.

La gravità di questo tipo di effetto, va ricercata nel fatto che il riscaldamento avviene internamente al corpo e non viene percepito dagli organi sensoriali: per l’organismo non è possibile attivare meccanismi di compensazione.

Per misurare l’energia radiante assorbita dal corpo umano nell’unità di tempo si utilizza il cosiddetto SAR (acronimo di specific absorption rate) o anche “tasso d’assorbimento specifico” (TAS) espresso in watt per chilogrammo di massa corporea (W/kg).

Questi effetti vengono detti acuti, presentano livelli di soglia e sono stati accertati:

∼ a BASSE FREQUENZE (50Hz) possono provocare induzione di cariche superficiali e correnti all’interno del corpo con stimolazione di cellule nervose andando a modificare l’equilibrio elettrochimico dell’organismo.

∼ Ad ALTE FREQUENZE (100 KHz-300GHz) possono portare a riscaldamento dei tessuti per assorbimento di energia� bruciature.

Si verificano per:

densità di potenza elettromagnetica irradiata maggiore di 10 milliwatt/cm² e determinano:

∼ Variazione della permeabilità cellulare ∼ Variazione del metabolismo

∼ Variazione delle funzioni ghiandolari come quelli della ghiandola pineale, del sistema immunitario, del sistema nervoso centrale e del comportamento.

Densità di potenza elettromagnetica irradiata maggiore di 50 milliwatt/cm² e determinano:

∼ Possibili lesioni cerebrali ∼ Influenza sulla crescita cellulare ∼ Malformazioni fetali ∼ Ustioni interne ∼ Cataratta ∼ Infarto

Effetti non termici o cronici: includono tutti i mutamenti dell’attività biologica non dovuti ad innalzamento di temperatura. Possono manifestarsi dopo periodi anche lunghi di latenza in conseguenza di lievi esposizioni, senza alcuna soglia certa. (Avvengono a basse dosi per lunga esposizione). Tali effetti hanno una natura probabilistica: all’aumentare della durata dell’esposizione aumenta la probabilità di contrarre un danno ma non l’entità del danno stesso. Gli effetti cronici sono stati studiati attraverso numerose indagini epidemiologiche e studi su animali che hanno dato fino ad oggi riscontri controversi.

Tali effetti sono stati solo ipotizzati.

Si verificano per intensità inferiore a quella che determina gli effetti termici:

∼ variazione del numero dei linfociti e granulociti (esperimenti su cellule)

∼ variazioni del livello di anticorpi e delle attività dei macrofagi (esperimenti su animali)

∼ tachicardia ∼ dolore agli occhi ∼ vertigini ∼ depressione ∼ limitazione della capacità di apprendimento ∼ perdita di memoria ∼ caduta di capelli

Nei paesi dell’Est europeo studi hanno evidenziato anche:

∼ sterilità ∼ aumento aborti ∼ abbassamento della fertilità

Gli studi attualmente in corso protendono verso un’assenza di effetti a lungo termine causati dal campo elettromagnetico.

4.3 I CAMPI ELETTRICI STATICI:

Il campo elettrico statico è generato da ogni corpo elettricamente carico: questo campo, a sua volta, induce una carica elettrica sulla superficie di ogni oggetto che si venga a trovare nel suo campo d’azione (in teoria tutto lo spazio). In vicinanza di apparati elettrici, in particolare in vicinanza di videoterminali, l’intensità del campo elettrico statico raggiunge tipicamente valori compresi fra 1 e 20 kV/m. In moltissimi casi il campo elettrico statico è prodotto per attrito nelle azioni di strofinio fra materiali isolanti. I campi elettrici statici trovano larga applicazione in molti processi industriali e nei mezzi di trasporto alimentati da linee di trasmissione in corrente continua (DC).

Effetti:

I dati sperimentali oggi a disposizione non forniscono alcuna base per suggerire l’esistenza di effetti negativi per la salute dell’uomo legati all’esposizione a campi elettrici statici. Gli studi su animali da laboratorio non hanno evidenziato effetti genetici, né effetti sui sistemi endocrino e cardiovascolare né sulla crescita tumorale.

I campi magnetici statici:

Campi magnetici statici, cioè la cui ampiezza non varia nel tempo, sono prodotti da movimenti regolari di cariche elettriche (correnti continue). Nei normali ambienti di vita, l’unico campo magnetico statico di rilievo è quello terrestre, di origine naturale. Campi artificiali di intensità notevole sono presenti in particolari ambienti di lavoro. Di particolare importanza per la popolazione sono i campi estremamente intensi utilizzati negli apparati diagnostici a risonanza magnetica. I pazienti sono infatti esposti a livelli di campo magnetico dell’ordine di qualche tesla, centinaia di migliaia di volte superiori a quelli del campo terrestre.

Effetti:

Quelli documentati si limitano a sensazioni di disturbo, occasionali e comunque temporanei, limitati cioè alla durata dell’esame diagnostico. La tendenza della tecnologia a sviluppare apparati a campi sempre più intensi, per aumentare le potenzialità diagnostiche, giustificano comunque il proseguimento degli studi ed una continua vigilanza sanitaria.

4.4 LA TELEFONIA MOBILE:

I sistemi per telefonia mobile utilizzano campi elettromagnetici ad alta frequenza (microonde). I meccanismi fondamentali di interazione con i sistemi biologici e con il corpo umano in particolare non differiscono quindi sostanzialmente da quelli che possono essere provocati da altre sorgenti, come le emittenti radiotelevisive. Tuttavia, anche in conseguenza del rapidissimo sviluppo della tecnologia e del conseguente aumento dei soggetti esposti, molte ricerche si sono

concentrate su possibili effetti specifici della telefonia mobile. Questi sono in linea di principio ipotizzabili in relazione a due aspetti particolari: da un lato, la speciale codifica dei segnali (che non corrispondono a una pura sequenza regolare di onde elettromagnetiche), dall’altro la modalità di esposizione alle onde prodotte dal telefono cellulare.

Effetti:

Sebbene la potenza emessa sia bassa, la vicinanza dell’antenna alla testa dell’utente fa sì che una frazione rilevante di questa potenza sia assorbita dai tessuti compresi (sia pure in quantità minima) quelli cerebrali. Gli studi indicano chiaramente che il riscaldamento causato dalla potenza assorbita è minimo (molto al di sotto delle variazioni fisiologiche) anche nei tessuti più esterni, come quelli dell’orecchio. Anche gli studi epidemiologici su possibili effetti a lungo termine di un uso regolare dei telefoni cellulari hanno a tutt’oggi fornito, nella quasi totalità, risultati negativi. Tuttavia, il tempo relativamente breve trascorso dalla diffusione su larga scala della telefonia cellulare non consente di fornire risposte che possano essere considerate definitive.

4.5 GLI ALIMENTI IRRADIATI:

L’irraggiamento rappresenta una tecnologia di conservazione che ha lo scopo di assicurare la sicurezza e la qualità igienica degli alimenti. Trova quindi applicazione nell’inibizione della germogliazione dei tuberi e dei bulbi, nella riduzione della carica microbica di batteri saprofiti in carni, pollame e pesci freschi, nella inattivazione dei batteri patogeni in prodotti deperibili e in alimenti congelati, nella inattivazione degli insetti infestanti, inclusi gli stati larvali, e i parassiti. Nel 1980 l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha espresso opinione favorevole relativa alla sicurezza nutrizionale, tossicologica e microbiologica degli alimenti trattati e da allora il trattamento con radiazioni ionizzanti ha finito per essere adottato in un numero sempre maggiore di Paesi e per diverse tipologie alimentari.

4.6 LA RADIOTERAPIA:

Rappresenta il trattamento di tipo loco-regionale con maggiore efficacia nella cura e nel controllo delle patologie tumorali. In radioterapia la situazione ideale è data dalla possibilità di depositare una grande quantità di energia (“dose”) nel volume tumorale evitando di coinvolgere nell’irraggiamento quanto più possibile i tessuti sani circostanti.

Lo scopo è quello di rendere inattive le cellule oncogeniche e ridurre le loro capacità riproduttive. Maggiore è la capacità di concentrare la dose sul solo “bersaglio tumorale” e migliore è la qualità del trattamento in termini di probabilità di cura del paziente.

Gli strumenti della medicina comportano sempre più spesso l’impiego delle radiazioni sia nel campo diagnostico che terapeutico, tanto che attualmente le radiazioni per uso medico sono la principale fonte di esposizione per la popolazione. D’altro canto, l’evoluzione della ricerca medica e biomedica, da una parte, e la constatazione di violazioni dei diritti umani, dall’altra, hanno portato a codificare le metodiche per la sperimentazione clinica, che oggi si svolge su una base di protocolli definiti anche per garantire le opportune tutele ai pazienti e ai volontari coinvolti nelle sperimentazioni.

4.7 USI TERAPEUTICI DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

Sono in molti a pensare che le onde elettromagnetiche siano solo dannose per l’organismo, invece non tutti sanno che esse vengono utilizzate nel campo della medicina per usi terapeutici.

La fisica ci insegna che dove circola corrente elettrica si forma campo elettromagnetico e viceversa dove e’ presente campo magnetico viene ad essere generata una corrente elettrica.

Pertanto se la corrente induce degli effetti biologici, altrettanto faranno i campi elettromagnetici.

Sfruttando queste caratteristiche sono stati ideati innumerevoli metodi terapeutici e diagnostici.

Tra gli effetti terapeutici, possiamo indicare il procedimento di saldatura delle ossa: esso ora viene spesso effettuata non più alla “Galvani” (tramite elettrodi inseriti nelle due parti dell’osso con i relativi problemi) ma tramite l’utilizzo di campi magnetici (onde radio) generate da speciali antenne poste in prossimità dell’osso da saldare. In questo modo si inducono dall’esterno le correnti elettriche necessarie. Uno dei più antichi usi terapeutici dell’energia elettromagnetica è l’elioterapia, tramite le onde elettromagnetiche emesse dal sole. E’ una forma semplicissima ma di grandissimo effetto sull’organismo, la luce del sole esercita effetti antibatterici, cicatrizzanti, analgesici e di eccitazione del metabolismo.

Onde elettromagnetiche di frequenza elevatissima (infrarosso o visibile) emesse da un laser vengono usate ad esempio per la saldatura della retina e per vari interventi di precisione sull’occhio ma anche su altri organi (laserterapia). Particolarmente interessante è il fatto che in questo modo si riesce ad intervenire sui tessuti senza alcun contatto diretto tra lo strumento del chirurgo e il tessuto da trattare. La tecnica terapeutica basata sull’impiego del laser (sigla dell’inglese Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), un apparecchio in grado di convogliare in uno spazio limitato una quantità elevata di energia sotto forma di radiazioni luminose.

Il raggio laser è così sottile e preciso da poter essere utilizzato come un elettrobisturi, direttamente orientabile sul campo operatorio per l’incisione di organi, senza provocare fuoriuscita di sangue, per la coagulazione di vasi sanguigni e linfatici di piccolo calibro in seguito al calore sviluppato.

La laserterapia è stata inizialmente ed è tuttora ampiamente impiegata in oculistica, per la terapia del glaucoma e del distacco di retina; in seguito è stata applicata anche in oncologia, per eliminare lesioni superficiali in alcune regioni anatomiche di difficile accesso chirurgico, quali palpebre e padiglione auricolare. Indicazioni successive sono venute dalle formazioni tumorali e precancerose delle

mucose della bocca, del collo dell’utero, della vagina, del pene (nevi, fibromi cutanei, carcinomi in situ e leucoplachie, condilomi, polipi, papillomi, angiomi).

Più di recente la laserterapia è stata impiegata con successo per i tumori che ostruiscono le vie respiratorie e l’esofago, ma anche per la terapia delle vene varicose e delle telangectasie (i cosiddetti “capillari”). La tecnica permette di operare con maggior precisione, eliminando le suture chirurgiche e riducendo notevolmente l’entità del sanguinamento: a questi vantaggi si aggiungono la quasi totale assenza di complicazioni infettive durante il decorso postoperatorio e quindi la possibilità di allargare ulteriormente il numero di prestazioni eseguibili ambulatorialmente, con minori disagi complessivi per il paziente, legati all’ospedalizzazione e all’anestesia.

Un’altra terapia largamente usata è la marconiterapia, tecnica attraverso la quale si stimolano i tessuti con delle onde radio di frequenza adeguata. Le onde (solitamente di frequenza dell’ordine di decine di megahertz) penetrano all’interno del corpo e producono effetti biologici rilevanti. L’effetto benefico, che si esplica soprattutto nei confronti di patologie osteoarticolari, sembrerebbe dovuto proprio al calore prodotto, che può raggiungere anche zone dell’organismo situate in profondità. Le opinioni scientifiche in merito al meccanismo d’azione e all’efficacia, però, non sono concordi.

La radarterapia è una forma analoga alla precedente, solo che in questo caso vengono usate microonde, di frequenze prossime a quelle dei cellulari. Questo sistema medico attivo, di tipo non invasivo ad uso temporaneo è costruito per generare onde elettromagnetiche con lunghezza d’onda di 12,4 cm alla frequenza di 2,5 GHz e con potenza variabile al fine di sfruttarne, a scopo terapeutico, gli effetti biologici indotti a quei segmenti del corpo umano che ne vengono esposti. Le microonde vengono assorbite in particolare modo dai tessuti muscolari dal momento che quest’ultimi hanno un alto contenuto di acqua (80%) rispetto a quelli adiposi (50%) questo comporta una produzione di calore profondo, determinato dalle oscillazioni delle particelle sui tessuti che producono calore per effetto Joule. Oltre ad un effetto termico (azione primaria) la radarterapia provoca una elevata vasodilatazione che permane per circa 20 minuti dopo il trattamento ed interessa esclusivamente i capillari e le arterie precapillari. Questa vasodilatazione fa affluire ai tessuti una maggiore quantità di sostanze nutritizie e facilita la rimozione dei cataboliti acidi.

Gli effetti terapeutici delle microonde sull’organismo sono manifestate dal rilassamento muscolare, analgesia ed effetto trofico; inoltre sono ben tollerate dai pazienti (se usate potenze inferiori ai 200 Watt).

Questo trattamento viene utilizzato generalmente in caso di: Artrosi, Tendinite, Contratture muscolari antalgiche, Algie post-traumatiche.

Sia per la marconiterapia che per la radarterapia una parte dei benefici sono dovuti sicuramente agli effetti termici delle onde, le quali vengono particolarmente

assorbite dagli strati interni del corpo, senza un grande riscaldamento della superficie cutanea.

Un’altra branca terapica (complessa e molto in evoluzione) è quella della radioterapia, dai molteplici utilizzi. In questo caso le onde elettromagnetiche hanno frequenze elevatissime e sono caratterizzate da una grande capacità di alterazione dei tessuti e delle molecole (ionizzazione). Si tratta di onde elettromagnetiche che hanno anche caratteristica corpuscolare, in quanto sono caratterizzate dall’emissione di particelle elementari (protoni, elettroni, neutroni). Fin dai primi studi (madame Curie) si compresero immediatamente pericolosità e potenzialità diagnostico/terapeutiche di queste onde (emesse naturalmente da alcuni elementi chimici o generate artificialmente da vari tipi di apparecchiature elettriche).

La radioterapia e’ largamente utilizzata per la cura dei tumori.

Secondo uno studio italiano condotto dai ricercatori dell’Irccs di Brescia in collaborazione con l’Università Vita-Salute San Raffaele di Milano e l’Università Campus Biomedico di Roma, le onde elettromagnetiche migliorano il linguaggio dei pazienti affetti da Alzheimer.

I pazienti sono stati sottoposti ad una stimolazione magnetica, in corrispondenza della corteccia prefrontale, ossia la parte più anteriore del cervello, di entrambi gli emisferi cerebrali. Durante questo test, i pazienti dovevano denominare delle immagini che apparivano su uno schermo.

La stimolazione magnetica trans cranica (Tms) è costituita da un generatore di corrente elettrica ad elevata intensità, che viene scaricata su una sonda di rame fatta a spire. La corrente circolando in queste spire crea attorno alla sonda un campo magnetico molto forte (più di una risonanza magnetica), ma per un tempo molto breve, meno di un millisecondo. Appoggiando questa sonda sulla testa il campo magnetico oltrepassa la pelle e le ossa del cranio senza provocare alcun dolore, e stimolando le cellule nervose induce un’attività a livello corticale.

Infine le onde elettromagnetiche oltre al loro utilizzo in campo terapeutico, vengono utilizzate anche in campo diagnostico.

Tra gli utilizzi diagnostici delle onde elettromagnetiche e della corrente ce ne sono alcuni indiretti (effettuati su materiale estratto dall’organismo) e altri diretti (effettuati a vivo sull’uomo).

Gli utilizzi indiretti sono resi necessari dall’impossibilita’ materiale di eseguire una certa diagnosi all’interno dell’organismo o dal fatto che determinati procedimenti possono risultare in un qualche modo dannosi per il soggetto.

Gli utilizzi diretti sono spesso resi necessari dal fatto che l’oggetto dell’esame non può essere estratto dal corpo senza danno per l’individuo o perché uno studio diretto dell’elemento sotto esame permette di avere un quadro dinamico e reale della situazione.

Ovviamente gli studi diagnostici diretti vanno effettuate con particolare prudenza perché possono perturbare l’elemento in esame o i tessuti circostanti.

Un tessuto può essere esaminato e trattato con onde elettromagnetiche o con sostanze radioattive (radiochimica) per verificarne la sua composizione o per studiare la diffusione di determinate sostanze all’interno di esso. Ad esempio in medicina nucleare questa tecnica diagnostica viene utilizzata per studiare determinati metabolismi tramite sostanze chimiche particolari (isotopi radioattivi ) con le quali e’ possibile misurare la migrazione o la diffusione di specifiche sostanze in un organo (ad esempio la tiroide). Si tratta di tecniche utilizzate anche nello studio del DNA per la lettura del “codice” chimico relativo.

Tra le indagini diagnostiche dirette le piu’ note sono le seguenti:

∼ termografia: analisi di una gamma particolare di onde elettromagnetiche (infrarosso) emesse autonomamente dal corpo (quindi per definizione innocue), la cui distribuzione ed intensità indica possibili anomalie biologiche o stati patologici.

∼ radiografia : questo tipo di esame viene fatto tramite l’emissione di raggi X (onde elettromagnetiche/corpuscolari) da parte di una particolare apparecchiatura e la raccolta delle stesse su una lastra fotografica dopo l’attraversamento di una zona del corpo umano. Rende visibili le parti a diversa composizione e densità (ossa, tessuti molli, mezzi di contrasto)

∼ gammascopia: una fonte di raggi gamma (raggi più penetranti dei raggi X) e una speciale “telecamera” sensibile agli stessi permette di vedere in tempo reale l’interno del corpo con caratteristiche analoghe alla radiografia. Viene pertanto utilizzata in fasi critiche di determinati interventi chirurgici (esempio: riduzione di fratture) o diagnostici (inserimento di aghi, sonde, etc...)

∼ risonanza magnetica nucleare (RMN): indagine molto sofisticata che, tramite la combinazione di onde e campi elettromagnetici di forte intensità e frequenza, permette di “vedere” strutture interne con grandissima precisione.

Senza dubbio l’utilizzo delle onde elettromagnetiche in campo medico rappresenta una delle maggiori rivoluzioni della medicina del ventesimo secolo.

Si è trattato di una delle invenzioni che hanno allargato notevolmente gli orizzonti della medicina, permettendo di eseguire analisi non invasive dell’interno del corpo.

Ciò dimostra come le onde elettromagnetiche, spesso viste come un pericolo, possano essere usate utilmente per il bene delle persone.

5 INCONTRO CONFERENZA CON LA RESPONSABILE PROVINCIALE ARPA INQUINAMENTO

ELETTROMAGNETICO Nella giornata di martedì 15 aprile 2008 abbiamo ricevuto presso l’aula

multimediale del nostro Istituto la visita di una delegazione ARPA guidata dalla Dott.sa Laura Erbetta responsabile provinciale aria - inquinamento elettromagnetico.

Durante l’incontro si è tenuta una conferenza – dibattito in cui sono state illustrate documentate le problematiche relative ai campi elettromagnetici.

Tale conferenza è stata ripresa con video camera dagli alunni ed è allegata al materiale prodotto. Onde elettromagnetiche.mpg

6 RIFERIMENTI NORMATIVI

6.1 NORMATIVA INTERNAZIONALE

Nel 1977 l’IRPA (International Radiation Protection Association) ha fondato un gruppo di lavoro mondiale sulla protezione dai vari tipi di radiazioni non ionizzanti, chiamato INIRC (International Non Ionizing Radiation Committee) il quale ha prodotto numerosi documenti di argomento protezionistico nei confronti dei campi elettromagnetici non ionizzanti. Nel 1992 l’IRPA/INIRC è stata sciolta e sostituita dall’ICNIRP (International Commission on Non Ionizing Radiation Protection) che attualmente è l’organizzazione che costituisce il principale riferimento mondiale. Recentemente l’ICNIRP ha emanato il documento “Guidelines for limiting exposure to time varying electric, magnetic and electromagnetic fields”. L’obiettivo è quello di stabilire criteri per limitare l’esposizione ai campi elettromagnetici in modo da ottenere la massima protezione contro gli effetti negativi noti sulla salute umana. Le linee guida si basano dunque su un’attenta valutazione della documentazione scientifica esistente riguardo ai possibili effetti sanitari “acuti” e fissano livelli di esposizione che, se non superati, non comportano alcun effetto negativo immediato sulla salute degli individui esposti.

I limiti di esposizione individuati vengono suddivisi in:

∼ Limiti di base: limitazioni all’esposizione ai campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici variabili nel tempo che si fondano direttamente su effetti accertati sulla salute e su considerazioni di ordine biologico (misurati in SAR) .

∼ Livelli di riferimento: sono indicati a fini pratici di valutazione dell’esposizione in modo da determinare se siano probabili superamenti dei limiti di base. Sono definiti mediante grandezze radiometriche che caratterizzano l’ambiente esterno e che sono facilmente misurabili con una strumentazione adeguata. Il rispetto di tutti i livelli di riferimento garantisce il rispetto dei limiti di base.

Nella-tabella2: sono riportati i limiti di base riferiti alla popolazione fissati dall’ICNIRP per quanto concerne le NIR (Non Ionizing Radiation) ad alta frequenza (100 KHz ÷ 300 GHz).

Gamma di frequenza

SAR

Mediato sul corpo intero

(W/Kg)

SAR

Localizzato (capo e tronco) (W/Kg)

SAR

Localizzato (arti) (W/Kg)

Densità do potenza (W/m2)

100KHz-10MHz 0.08 2 4 -

100KHz-10MHz 0.08 2 4 -

10-300GHz - - - 10 Tabella 2.1: Limiti base per la popolazione per le alte frequenze (ICNIRP. 1998)

Da 100 KHz a l0 GHz i limiti si riferiscono sia alla densità di corrente indotta che fluisce nel corpo umano, considerando quindi la produzione di effetti sulle funzioni del sistema nervoso, sia al SAR, riferendosi perciò all’eccessivo riscaldamento del corpo. Invece, per frequenze tra l0GHz e 300 GHz i valori base si limitano alla densità di potenza, riferendosi anch’essi alla prevenzione dell’eccessivo riscaldamento dei tessuti.

Nella tabella 2.2 si riportano infine i livelli di riferimento per l’esposizione della popolazione relativi alle frequenze di interesse.

Gamma di frequenza

Intensità di campo E (V/m)

Intensità di campo H

(A/m)

Campo B (mT)

Densità di potenza (W/m2)

0.15-1MHz 87 0.73/f 0.92/f -

1MHz-10MHz 87(f0.5) 0.73/f 0.92/f -

10-400MHz 28 0.073 0.092 2

400MHz-2GHz

1.375*(f0.5) 0.0037*(f0.5) 0.0046*(f0.5) F/200

2-300GHz 61 0.16 0.45 10

Tabella 2.2 : Livelli di riferimento per la popolazione per le alte frequenze (ICNIRP, 1998)

6.2 NORMATIVA EUROPEA

NORMA CEI/CENELEC:

“ESPOSIZIONE UMANA AI CAMPI ELEITROMAGNETICI. ALTA FREQUENZA (10KHz-300 GHz)”,

Norma Europea Sperimentale CEI ENV 50166 - 2 Maggio 1995

Il CENELEC (Comité Européen de Normalisation Electrotecnique) ha approvato nel novembre1994, in forza di ente tecnico normatore, le linee guida relative all’ esposizione umana applicabili agli intervalli O Hz - 10 kHz e 10 KHz - 300 GHz.

Tali norme, che fissano valori limite di base e di riferimento coerenti con il documento ICNIRP, sono state pubblicate dal CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) nel maggio 1995 (CEI ENV 50166 - l e CEI ENV 50166 - 2).

La norma CEI ENV 50166 - 2, che tratta dell’esposizione della popolazione e dei lavoratori ai campi elettromagnetici compresi tra 10 KHz e 300 GHz, si basa sui ben noti effetti a breve termine che, a seconda della frequenza, comprendono la stimolazione delle cellule dei tessuti nervosi e muscolari eccitabili ed il riscaldamento (aumento della temperatura). Per prevenire qualsiasi conseguenza negativa di questi effetti, vengono fissati dei limiti di base. Essi sono specificati in termini di grandezze rilevanti ai fini biologici (densità di corrente indotta e SAR), che però non possono essere determinate direttamente. Per questo motivo la norma definisce anche un insieme di livelli di riferimento più facilmente misurabili, in termini di intensità di campi elettrici e magnetici esterni e di densità di potenza, che sono derivati dai limiti di base.

I limiti di base ed i livelli di riferimento fissati da questa norma tecnica per l’esposizione della popolazione a campi ad alta frequenza non si discostano significativamente da quelli proposti dall’ ICNIRP.

6.3 NORMATIVA ITALIANA NAZIONALE

D.M. 10 settembre 1998 N° 381:

“REGOLAMENTO RECANTE NORME PER LA DETERMINAZIONE DEI TETTI DI RADIOFREQUENZA COMPATIBILI CON LA SALUTE UMANA”

Nel settembre del 1998 il Ministero dell’ Ambiente, d’intesa con il Ministero della Sanità ed il Ministero delle Comunicazioni, in attuazione della legge 249/97, emana il suddetto decreto.

Nel luglio 1999 gli stessi Ministeri, al fine di favorire un’uniforme applicazione del decreto, elaborano le Linee guida applicative del D.M.N°381/98, in cui sono spiegati ed interpretati gli articoli del Regolamento stesso.

Le normative esaminate finora sono orientate solo sulla protezione dagli effetti acuti, senza tenere conto di quelli a lungo termine: nel D.M.N°381/98 si fa riferimento anche al rischio implicito rappresentato da eventuali malattie in qualche modo connesse con un’esposizione prolungata nel tempo anche a livelli molto bassi, per cui sono stati adottati anche valori inferiori ai limiti sanitari fissati dallo stesso decreto, che peraltro erano già cautelativi rispetto alla normativa sinora vigente nel contesto internazionale.

Nella tabella 2.3 sono riportati i limiti di esposizione fissati dall’articolo 3 del decreto: nel caso di esposizione al campo elettromagnetico i livelli di campo elettrico, magnetico e della densità di potenza, mediati su un’area equivalente alla sezione verticale del corpo umano e su qualsiasi intervallo di 6 minuti, non devono superare tali valori, che sono peraltro molto più restrittivi rispetto a quelli internazionalmente riconosciuti.

Gamma di frequenza

Valore efficace del campo elettrico E

(V/m)

Valore efficace di intensità del campo

magnetico H (A/m)

Densità di potenza dell’onda piana

equivalente (W/m2)

0.1-3MHz 60 0.2 - 3MHz-3GHz 20 0.05 1 3-300GHz 40 0.1 4

Tabella 2.3 : Livelli di esposizione per la popolazione ai campi elettromagnetici (DM 381/1998)

Il decreto aggiunge ai limiti fissati dall’art.3, basati su effetti sanitari certi e definiti, valori di cautela da rispettare nel caso di situazioni in cui è ragionevole prevedere un’esposizione continua della popolazione per più di quattro ore, per tutelare il rischio legato ad esposizioni prolungate nel tempo anche a livelli molto bassi di campi elettromagnetici.

Nella tabella 2.4 sono riportati tali valori di cautela, fissati nell’art4, che valgono indipendentemente dalla frequenza, mediati su un’area equivalente alla sezione verticale del corpo umano e su qualsiasi intervallo di 6 minuti.

Valore efficace del campo elettrico E

(V/m)

Valore efficace di intensità del campo magnetico H

(A/m)

Densità di potenza dell’onda piana

equivalente (W/m2)

6 0.016 0.10 Tabella 2.4 : Valori di cautela in corrispondenza di edifici adibiti a permanenze non inferiori a 4 ore ai campi elettromagnetici (DM 381/1998)

Il D.M. N° 381/98, oltre ai limiti di esposizione ed ai valori di cautela visti nelle tabelle precedenti, introduce anche i cosiddetti obiettivi di qualità, definiti come valori di campo elettromagnetico da conseguire nel breve, medio e lungo periodo, usando tecnologie e metodologie di risanamento disponibili, al fine di realizzare gli obiettivi di tutela.

La realizzazione, la progettazione e l’adeguamento degli impianti, infatti, deve avvenire in modo da produrre valori di campi elettromagnetici più bassi possibili, compatibilmente con la qualità del servizio svolto, al fine di minimizzare l’esposizione della popolazione.

L’articolo 4, comma 3, fissa le competenze per l’attuazione del presente regolamento ed assegna alle Regioni ed alle Province autonome la competenza di disciplinare l’installazione e la modifica degli impianti di tele radiocomunicazione, al fine di garantire il rispetto dei limiti di esposizione e dei valori di cautela.

Il Regolamento assegna inoltre alle regioni la competenza di stabilire modalità e tempi di esecuzione dei risanamenti, di individuare eventuali obiettivi di qualità e di svolgere le attività di controllo e vigilanza. Queste ultime, in particolare, sono svolte dalle Sezioni ARPA (o, dove non operative, dalle Aziende ASL), dai Dipartimenti di Sanità Pubblica delle aziende ASL (per gli interventi di natura epidemiologica e sanitaria), dall’ISPESL (per la verifica di conformità di impianti ed insediamenti produttivi) e dall’Autorità per le garanzie nelle comunicazioni (per il controllo dell’assegnazione delle frequenze).

L’articolo 5 del decreto regola infine i risanamenti che devono essere attuati a carico dei titolari degli impianti qualora i limiti fissati all’art.3 o i valori di cui all’art.4 risultino superati in zone abitative o comunque accessibili alla popolazione.

6.4 NORMATIVA ITALIANA (LEGGE QUADRO)

LEGGE QUADRO SULLA PROTEZIONE DALLE ESPOSIZIONI A CAMPI ELETTRICI, MAGNETICI ED ELETTROMAGNETICI (pubblicata nella Gazzetta Ufficiale n. 55 del 07/03/2001)

Esso nasce a partire dall’impegno assunto dal Governo a predisporre un quadro normativo organico per la tutela dall’inquinamento elettromagnetico, alla luce delle più recenti acquisizioni della ricerca scientifica.

La finalità della legge, come indicata nell’ art. l , è di dettare i principi fondamentali diretti ad assicurare la tutela della salute dei lavoratori e della popolazione dall’esposizione a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici con frequenze comprese tra O Hz e 300 GHz, nonché la tutela dell’ambiente e del paesaggio.

La fissazione di valori limite numerici è rinviata a futuri decreti attuati vi, mentre vengono definite le competenze dei vari organi centrali e periferici, riassunte nella tabella 2.5.

Ripetitori sulla cima del monte Giarolo nell’Alta Val Borbera (AL)

Determinazione di limiti di esposizione, valori di attenzione e obiettivi di qualità

Coordinamento e promozione ricerca e sperimentazione

Istituzione del catasto nazionale delle sorgenti fisse di campi elettromagnetici

Individuazione delle tecniche di misurazione dell’inquinamento

elettromagnetico

Realizzazione di accordi di programma con i gestori per realizzare impianti che

minimizzano le emissioni

Competenze dello Stato

(art. 4)

Determinazione dei criteri di elaborazione dei piani di risanamento

Individuazione dei siti di trasmissione dell’emittenza radio - TV

Definizione dei criteri per l’installazione degli impianti fissi di telefonia mobile

Modalità per il rilascio delle autorizzazioni All’ installazione degli impianti fissi

Realizzazione del catasto regionale degli impianti fissi

Competenze delle regioni (art. 8, 10)

Adozione di un piano di risanamento per l’adeguamento ai limiti di esposizione degli

impianti esistenti

Competenze delle Province e dei Comuni (art. 15)

Esercizio delle funzioni di controllo e di vigilanza per l’attuazione della legge utilizzando le strutture delle agenzie regionali prevenzione e ambiente, dove operanti o, in alternativa, i Presidi

Multizonali di Prevenzione delle Aziende USL

tabella 2.5 : Competenze dei vari organi relative alle alte frequenze

Altro punto fondamentale della legge in progetto è l’articolo 3, in cui vengono esplicitate le definizioni di limite di esposizione, valore di attenzione ed obiettivo di qualità, già implicitamente contenute nel D.M. N° 381 del 10 settembre 1998.

Le definizioni riportate sono le seguenti:

∼ Limite di esposizione: valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico che non deve essere superato in alcuna condizione di esposizione, ai fini della tutela della salute dagli effetti acuti.

∼ Valore di attenzione: valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico che non deve essere superato negli ambienti abitativi, scolastici e nei luoghi adibiti a permanenze prolungate. Esso costituisce la misura di cautela ai fini della protezione da possibili effetti a lungo termine.

∼ Obiettivo di qualità: valore di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico determinato dai singoli impianti da conseguire nel breve, medio e lungo periodo, attraverso l’uso di tecnologie e metodi di risanamento disponibili, per minimizzare l’esposizione della popolazione e dei lavoratori e realizzare gli obiettivi di tutela, anche con riferimento alla protezione da possibili effetti a lungo termine.

6.5 DIRETTIVA EUROPEA 2004/40/CE E DECRETO LEGISLATIVO 2007

Per quanto riguarda la protezione dei lavoratori dalle esposizioni a campi elettromagnetici, tutti gli stati membri stanno recependo tuttora le direttive imposte dall’unione europea con la direttiva 2004/40/CE.

L’Italia ha modificato la normativa vigente sulla sicurezza dei lavoratori (cioè D.L. 626/94) adattandola alle nuove direttive con il decreto legislativo del 19 novembre 2007.

In tale decreto si fissano i limiti massimi di esposizione di campi magnetici statici e campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici a cui si può essere esposti, tale soglia massima è fissata a una frequenza di 300 GHz.

I controlli sanitari sui livelli dei campi elettromagnetici devono essere conformi a quelli del CENELEC ed effettuati con cadenza almeno quinquennale, e in ogni caso quando si verifichino modifiche che potrebbero alterare i valori di campo del luogo di lavoro, il che richiede una revisione sanitaria in sito.

Oltre agli effetti sull’uomo bisogna anche prestare attenzione alle apparecchiature che sono a contatto con tali campi elettromagnetici: gli esempi più significativi si hanno con attrezzature e dispositivi medici elettronici che alterano il loro funzionamento se interferiscono con tali onde.

Gli effetti di tale interferenze possono essere:

∼ rischio propulsivo di oggetti ferromagnetici in campi magnetici statici con induzione magnetica superiore a 3 mT;

∼ innesco di dispositivi elettro-esplosivi; ∼ incendi ed esplosioni causate dall’accensione di materiali infiammabili

provocata da scintille prodotte da campi indotti, correnti di contatto o scariche elettriche.

Dove i valori di azione vengono superati bisogna mettere un adeguata segnaletica e vi può accedere solo il personale autorizzato e munito di apposite protezioni.

In tale decreto si individuano anche le responsabilità del datore di lavoro che se vede superati i limiti di esposizione, deve accertarne la causa e riportare i valori a livelli di norma.

Il datore di lavoro deve inoltre informare i dipendenti dei rischi e delle precauzioni prese e il medico per ogni lavoratore istituisce e aggiorna una cartella sanitaria e di rischio come previsto dalla legge, alla quale i singoli lavoratori, su richiesta vi hanno accesso.

A scopo informativo, nelle tabelle seguenti si hanno i valori limite di esposizione sia per quanto riguarda l’assorbimento specifico (SAR) sia per i valori limite di campo elettrico e magnetico.

VALORI LIMITE DI ESPOSIZIONE

TUTTE LE CONDIZIONI DEVONO ESSERE RISPETTATE

Intervallo di frequenza

Densità di

corrente per

capo e tronco J

(Ma/m2) (rms)

SAR mediato

sul corpo intero

(W/kg)

SAR localizzato

(capo e tronco)

(W/kg)

SAR localizzato

(arti) (W/kg)

Densità di

potenza (W/m2)

fino a 1 Hz 40 - - - -

1 – 4 Hz 40/f - - - -

4 – 1000 Hz 10 - - - -

1000 HZ – 10 KHz

f/100 - - - -

100KHz – 10 MHz

f/100 0,4 10 20 -

10 MHz – 10 GHz

- 0,4 10 20 -

10 GHz – 300 GHz

- - - - 50

VALORI DI AZIONE

[VALORI EFFICACI (rms) IMPERTURBATI]

Intervallo di frequenza

Intensità di

campo elettrico

E (V/m)

Intensità di

campo

magnetico H

(A/m)

Induzione

magnetica B

(µT)

Densità di

potenza di

onda piana

equivalente

Seq (W/m2)

Corrente di

contatto IC

(mA)

Corrente

indotta attraverso

gli arti,

IL (mA)

0 – 1 Hz - 1,63x105 2x105 - 1,0 -

1 – 8 Hz 20000 1,63x105/f2

2x105/f2 - 1,0 -

8 – 25 Hz 20000 2x104/f 2,5x104/f - 1,0 -

0,025 – 0,82 KHz

500/f 20/f 25/f - 1,0 -

0,82 – 2,5 KHz 610 24,4 30,7 - 1,0 -

2,5 – 65 KHz 610 24,4 30,7 - 0,4 f -

65 – 100 KHZ 610 1600/f 2000/f - 0,4/f -

0,1 – 1 MHz 610 1,6/f 2/f - 40 -

1 – 10 MHz 610/f 1,6/f 2/f - 40 -

10 – 110 MHZ 61 0,16 0,2 10 40 100

110 – 400 MHz 61 0,16 0,2 10 - -

400 – 2000 MHz 3f½ 0,008f½ 0,01f½ f/40 - -

2 – 300 GHz 137 0,36 0,45 50 - -

7 PROTOCOLLO OPERATIVO DI RILEVAZIONI DI CAMPO ELETTROMAGNETICO

Allo scopo di organizzare in maniera opportuna una campagna di misura presso un sito interessato dalla presenza di impianti di trasmissione in radiofrequenza è opportuno effettuare un esame preliminare della documentazione disponibile e soprattutto compiere un sopralluogo conoscitivo. È indispensabile, quindi, reperire i seguenti dati:

∼ Nominativo emittente; ∼ Numero, tipo di antenne e loro caratteristiche di emissione; ∼ Tipo e potenza complessiva dei trasmettitori; ∼ Numero massimo delle portanti; ∼ Perdite nel cavo di antenna; ∼ Orientamento, inclinazione e quota dal piano di calpestio delle antenne; ∼ Diagrammi di irraggiamento.

Un altro aspetto determinante per una corretta misurazione è la scelta della posizione e del numero dei punti di misura, che vengono determinati in modo da dare una descrizione completa della distribuzione del campo.

Quando tali valori misurati si avvicinano ai limiti di legge, esaminati nella normativa illustrata in precedenza, è necessario scegliere punti di misura abbastanza vicini per valutare con precisione se tali limiti sono stati superati.

Dal momento che, a causa di riflessioni da parte del suolo o di eventuali ostacoli, si possono creare frange di interferenza nel campo, è necessario che nell’esame dei risultati più critici, la distanza tra i diversi luoghi di misura sia minore della lunghezza d’onda più bassa fra quelle presenti. I punti dove effettuare le misure devono essere diversificati, oltre che per la dislocazione, anche per la loro quota rispetto al suolo.

Nella scelta dei punti di misura devono essere comprese, quando possibile, le seguenti aree:

∼ Direzione di massimo irraggiamento; ∼ Zone accessibile limitrofe; ∼ Zone interessate dallo stazionamento prolungato della popolazione.

Il Decreto Ministeriale N° 381/99 definisce il limite di campo vicino come il minore tra λ e D2/λ, dove λ è la lunghezza d’onda e D la dimensione massima dell’elemento radiante (λ = 300/ƒ dove ƒ è la frequenza espressa in MHz), mentre per quanto riguarda il campo lontano, valgono le seguenti relazioni:

1. Densità di potenza = E·H = E2/377 2. E = H·377

8 MISURE Le misure dei livelli di campo possono essere suddivise nelle seguenti

categorie:

∼ Misure di campo elettrico e magnetico a banda larga ∼ Analisi di spettro elettromagnetico

Procedendo inizialmente ad una serie di misure in banda larga, se non emergono valori di campo elettrico significativi, risulta superfluo effettuare le rivelazioni di spettro elettromagnetico. Invece se dette rivelazioni evidenziano valori potenzialmente superiori ai limiti di riferimento, occorrerà procedere alle misure in banda stretta atte a determinare la reale pericolosità delle emissioni.

8.1 MISURE DI CAMPO IN BANDA LARGA

La larghezza di banda della strumentazione utilizzata deve essere abbastanza ampia da consentire la misura di tutte le frequenze rilevanti. Il valore efficace misurato deve essere indipendente dalla forma d’onda (valore efficace reale).

La durata della misura deve essere scelta in modo che sia possibile registrare il massimo valore di picco e deve comunque non essere inferiore a 6 minuti. Lo strumento deve essere autoalimentato e ben schermato.

La misura del campo deve essere altresì mediata spazialmente su di un’area equivalente alla sezione verticale del corpo umano. Tale media può essere opportunamente stimata eseguendo 3 misure alla quota di 110, 150, 190 cm. E viene calcolata nel seguente modo:

3

23

22

21

totEEE

E++=

L’unità di misura del campo elettrico è specificata in V/m, la distanza della sonda dalla sorgente di campo e da altri oggetti metallici deve essere sempre maggiore di:

∼ 300 mm se f < 100 KHz ∼ 250 mm se 100 KHz < f < 3 MHz ∼ 150 mm se 3 MHz < f < 10 MHz ∼ 100 mm se f > 10 MHz

8.2 MISURE DI CAMPO IN BANDA STRETTA (ANALISI DI SPETTRO)

Le misure di campo in banda stretta si effettuano qualora si superino i limiti previsti dalla legge, in modo da poter risalire, dopo un’analisi spettrale specifica e accurata, alle frequenze che hanno determinato il superamento di tali valori.

8.3 DESCRIZIONE DELLO STRUMENTO

Il PMM 8053 è un sistema “Test” versatile ed espansibile adatto alle misure di campi elettrici e magnetici relativi all’inquinamento elettromagnetico.

Il sistema consiste di una ampia serie di sonde elettriche e magnetiche e di un’unità di lettura compatta e portatile corredata da un ampio display LCD, quattro semplici tasti funzionanti (che permettono differenti azioni ed impostazioni), batterie ricaricabili interne e interfacce RS232/485 per scaricare i dati misurati su stampante/Personal Computer.

8.4 SPECIFICHE DELLO STRUMENTO

Nella tabella successiva sono indicate le specifiche tecniche quando la temperatura ambiente di utilizzo deve essere compresa tra – 10°C e + 40°C

Campo di frequenza 5Hz – 18GHz

Campo di lavoro Campo elettrico (0.03 V/m)

Campo magnetico (10 nT – 10 mT)

Risoluzione 0.01 – 100 V/m

0.1 nT – 0.1 mT

Sensibilità 0.1 – 1 V/m

100 nT – 0.1 mT

8.5 DISPLAY LCD

Campo misurato X,Y,Z(dimensioni) e totale

Tempo Clock interno in tempo reale

Sensore Visualizzazione del modello e data di calibrazione

Barra grafica La barra analogica mostra:

∼ Il campo in tempo reale rispetto al fondo scala

∼ Il campo in funzione del tempo (in forma lineare o logaritmica) con cambio scala temporale automatico

8.6 SPECIFICHE GENERALI

Uscite LCD display 72*72 mm, 128*128 pixel RS 232 (con

cavo a fibra ottica)

Ingresso Diretto con connettore fisher o fibra ottica

Batteria interna Ricaricabile al NiMh (5 * 12 V)

Tempo di funzionamento ≥20 ore

Tempo di ricarica <40 ore (15 min. di carica per un’ora di

funzionamento)

Alimentazione esterna DC 10 – 15 V ; I = 500 mA

Interfaccia RS 232 (controllo remoto)

Calibrazione Interna al sensore su E2prom

Temperatura operativa Da - 10°C a + 40°C

Temperatura di immagazzinamento

Da – 20°C a + 70°C

Dimensione 108 x 240 x 50 mm

Peso 1.2 kg

8.7 SPECIFICHE DELLA SONDA

Campo di frequenza 100 KHz – 3 GHz

Portata 0.3 – 300 V/m

Risoluzione 0.01 V/m

Sensibilità 0.3 V/m

Errore in temperatura 0.05 dB/°C

Calibrazione E2PROM interna

Dimensioni 30 cm lunghezza, 5 cm diametro

Peso 110 g